2月15日，欧洲电池技术与创新平台“电池欧洲”（Batteries Europe）和欧洲电池伙伴协会（BEPA）共同发布新版《电池战略研究与创新议程》^[1]，明确了欧洲电池研发的关键优先事项，重点确定了九大研究创新领域，以实现具有竞争力、可持续发展的欧洲电池制造能力。

一、原材料

1、电池原材料的可持续加工和精炼。重点关注3个研究主题：锂离子电池原材料的可持续加工和精炼，包括开发低成本节能的正负极活性材料；钠离子电池原材料的可持续加工和精炼，包括开发低成本节能的正负极活性材料；利用生物基原材料生产电池电极材料，开发确保电极材料高质量的通用方法，开发适用于任何电池技术的生物基碳材料，如锂离子电池石墨负极材料、钠离子电池无序碳基材料、金属锂硫电池正极材料等。

2、二次原材料的整合。重点关注5个研究主题：开发低成本且节能的电池材料回收方法和工艺；采取净零排放原则，在提取有价值的材料后整合废物流，作为无害材料安全回填；示范已开发的回收技术；确定含有关键原材料的中间副产物的利用价值；将电池关键原材料的采矿、精炼和回收工艺相结合，实现生产效率最大化。

二、先进材料

1、液态电解质锂离子电池（第3代电池）。重点关注2个研究主题：一是按成本设计的电池材料开发，采用“循环设计”理念，在研发先进材料的同时可降低成本并减少关键原材料用量，涉及材料包括高安全性磷酸盐材料、高锂锰基材料、低成本高安全性富镍正极材料。二是按性能设计的电池材料开发，实现在高容量和/或高电压下更高的电池能量/功率密度，优先事项包括：开发具有低降解率和高循环稳定性的高压正极材料；开发高硅含量（质量含量＞10%）且在充放电循环过程中体积变化较小的硅负极材料；开发持续且可回收的非活性材料；开发不含有机溶剂或采用干法生产工艺制造的正极材料；大幅降低关键原材料用量；开发电池快速充电技术；开发自修复材料和相应的触发机制。

2、固态锂电池（第4代电池）。重点关注6个研究主题：开发第4c代电池[2]固态电解质、正极材料和负极材料；提升电池热稳定性和电化学稳定性，同时提高电池能量密度和功率密度；提升快速充电功能；实现电池可循环性和提升安全性；优化低成本电极加工和电解质沉积技术；通过材料和电池单体的同步设计开发增强电池兼容性分析。

3、开发下一代可持续动力电池。旨在开发各类下一代电池（目前技术成熟度≤4级）的材料，提升未来电动出行的接受程度，力求在安全性、成本、性能、可持续性和可回收性等方面取得突破，实现规模化生产。

4、用于固定式储能的非锂离子电池。重点关注3个研究主题：开发更高性能、可持续和低成本的全钒液流电池材料，包括提高含氟和不含氟电池隔膜的成本效益和可持续性，开发具有增强催化和拓扑结构的定制电极，采用固体介质或络合剂提高电池能量密度，减少关键原材料的使用并进行回收设计；开发下一代长时储能电池，旨在推动目前尚处于早期阶段或成熟度不高的技术，包括金属-空气电池和水溶液电池；开发适用于电网大功率场景的下一代电池，尽量避免使用关键原材料，并确保在功率密度、资本成本、运营成本、循环效率及使用寿命之间实现最佳平衡。

5、用于移动式和固定式储能的钠离子电池。旨在开发安全可持续的材料系统，充分发挥低温钠离子电池在能量密度、循环寿命和成本等方面的优势，同时降低对关键原材料的依赖。包括第3代电池（碳基或钛基负极的液态电解质电池）和第4代电池（碳基、钛基和钠金属负极的聚合物、硫化物和氧化物固态电解质电池）。正极材料包括层状过渡金属氧化物、普鲁士蓝/白类似物和多阴离子化合物。

6、具有自修复功能的仿生材料。重点关注5个研究主题：用于控制电荷转移、离子选择性或捕获降解产物或寄生物的仿生分离器；开发可根据需要触发的含有修复剂的微胶囊；建立电池自修复的指标和合格标准；利用仿生材料开发具有自修复功能的粘合剂、隔膜和/或电解质系统；设计活性材料的仿生架构。

7、通过多模态表征技术加速电池材料开发。重点关注3个研究主题：利用材料加速平台支持其他电池技术开发，以及相关多模态表征技术开发；利用多技术和多尺度原位表征方法，推动固态电池市场化应用；简化对欧洲同步加速器模块的访问程序，促进其大规模应用。

三、电池设计

1、安全和可持续的电池设计。重点关注4个研究主题：通过定义循环设计评估的通用原则、工具和方法，将安全和可持续设计框架转化为电池行业的实用指南；从再利用、可回收和可修复性的角度评估电池设计和电池材料；通过替代材料或替代设计减少关键原材料的使用；加大对数字工具的使用，例如虚拟现实、机器学习和人工智能技术。

2、功能电池单体和电池组的设计。重点关注3个研究主题：规模化生产自修复材料和包含此类材料的电池单体，同时研究嵌入智能功能电池的有效回收方法；采用用于优化传感器放置位置和高效传感器通信技术的数字模型；在小规模生产阶段，进行带有嵌入式功能电池的生产示范。

四、电池制造

1、电池单体和电池组的可持续生产。重点关注大规模生产第3代和第4代锂离子电池的绿色可持续加工技术，包括以下4个方向：降低单位能耗和排放，最大限度地减少化学品使用，提高工艺安全性，降低成本，提高生产效率；采用吉瓦级规模工厂生产线验证可持续生产工艺的可行性；基于“地平线欧洲”资助计划“大规模锂离子电池电极和电池组件生产的绿色可持续加工技术”主题相关项目的研究成果，提升可持续生产工艺与现有/未来生产线的兼容度；证明锂离子电池可持续生产的创新解决方案对钠离子电池等生产线具有适用性。

2、灵活性生产技术。重点关注适用于当前和下一代电池技术的灵活小规模生产线，具体方向有：多用途电池生产线创新开发，包括生产与多种化学成分、电池单体设计、工艺技术等兼容的设备，在小规模生产阶段进行验证和模拟，以评估该生产线在大规模生产中的适用性；提高现有锂离子电池超级工厂的产能，以适应即将推出的新型电池及先进的生产技术和机械设备。此外，还需强化生产线，以应对原材料变化、供应链中断等干扰情况。

3、应用数字孪生技术实现电池设计与生产的可持续性。重点关注2个研究方向：一是锂离子电池生产线中应用先进数字孪生技术，包括：传感器优化和在线测量；在小规模生产阶段验证数字孪生技术，以优化生产流程、实施自动修正、减少调试时间并降低项目风险；重点实施以“地平线欧洲”资助计划的“电池单体生产线中的先进数字孪生技术”主题相关项目，并对现有生产线实现从预测到实时优化/修正的转型。二是利用先进数字孪生技术加速新型电池生产工艺开发，包括：针对新型电池开发第一代数字孪生技术；开发能够模拟和优化下一代电池技术制造工艺的集成建模方法；生产工艺中基于数字模型的电池单体设计。

五、交通应用

1、高性能、低成本和安全的电池系统。重点关注2个研究方向：一是严苛使用条件和极端天气环境下的电池先进热管理，包括：在电池热管理、先进冷却系统和数字孪生模型方面取得进展，以最大程度缓解电池容量降低和性能退化；利用先进模型开发在极端环境条件下运行的可靠热管理系统；开发新型冷却设计方案，包括电池组的新型冷却剂。二是高性能、低成本且安全的电池，包括：提高电池单体能量密度和功率密度，同时避免使用/替换关键材料并降低成本；高效、紧凑、轻量化的电池单体到电池组集成技术；多类型电池单体（如高电压锰酸锂/高容量镍锰钴电池）、高电压和高电流电池，通过增强集成提高电池性能，并考虑与其他系统（如燃料电池堆）进行互联；先进快速充电技术，通过电池单体、模块和电池组设计增加充电功率并减缓电池性能衰退，将实际充电速度提高一倍；研究新型电池架构和外壳设计，确保电池可修复性和故障自动防御（如遏制热失控）。

2、基于云的多应用集成电池管理系统。重点关注5个方向：先进电池管理系统，内置用于诊断和早期故障预测的传感器，支持远程升级和维护，以及生命周期优化的运营管理功能；电池组的分散式（虚拟）电池管理系统设计，带有先进的算法和数据分析功能，可更准确地分析电池荷电状态、健康状态以及电池整体状态，开发云数据存储以优化电池性能，为多个电池系统提供高级用户交互，以更合理地做出决策并优化性能；云连接的电池管理系统，使用先进的算法和模型，通过与云交换数据来提高电池安全性和功能，也可以与“电池护照”关联；多个储能单元/车辆中电池资产的云聚合，并通过车队管理或储能容量虚拟聚合以实现电网灵活性服务；先进的电池集成概念，如具有嵌入式多用途传感功能的储能结构，在相关环境中验证具有多功能监测能力的集成和连续运行的电池单体/模块/电池组传感器。

3、加速多物理及虚拟测试和开发。重点关注6个方向：通过最大限度地减少实验测试工作量，节省电池单体和电池系统的开发时间和成本，从而缩短投运时间、增加创新周期、加速实现可持续发展目标；通过加速并以更可靠的方式验证和确认先进解决方案，促进电池生态系统创新，提高欧洲电池价值链的使用率和竞争力；开发虚拟方法，以降低测试样本送达子系统受试设备的复杂程度，同时使用物理子系统测试虚拟方法的可用性；电池系统测试和验证方法的标准化，重点是物理和虚拟测试方法的融合；开发简化的测试方法，减少测试数量及其复杂性，同时提高电池的安全性和可靠性；了解和描述多物理操作负荷、故障模式、老化和误用对电池可靠性和安全性的影响及相互关联性，以设计最合适的测试方法和参数。

4、交通应用示范。重点关注4个方向：设计安全、轻量且适航的电池模块和电池组，包括冷却系统、电池管理系统、电池单体内部/表面传感器、数字孪生技术，并生产应用原型；越野和非道路移动机械的电气化示范，包括矿山、建筑工地、港口、工业场所等场所移动机械和可运输工业设备的电气化；换电技术，应用场景包括电动汽车以及航空、内陆运输或短途渡轮等；在铁路应用中将电池作为车载储能系统，优化充电时间并开发再生制动能力，在主电源故障的情况下可为中短途列车供电。

六、固定式储能应用

1、长时储能。重点关注3个方向：开发下一代长时储能电池技术，确保其商业可行性；创新电池整合技术，并通过改进电化学反应和添加其他化合物使电池实现长时储能功能；进行多功能电网级长时储能系统示范，并支持创建可靠的先进电池管理系统。

2、优化电池利用率的电池管理。旨在实现先进的电池管理系统应用示范，重点关注7个方向：通过现场示范验证电池管理系统对各种电池传感器和嵌入式功能具有兼容性；开发新型灵活的电池管理系统，并用于各类电池，包括混合电池；加强数字孪生技术的使用，以实现实时数据的集成；实现电池管理系统架构标准化，以促进电池管理系统的普遍兼容性和可扩展性；推动和发展增强的电池管理系统与电能管理系统交互，实现最小化硬件使用，避免软件的不兼容性和低效性；提升电池管理系统功能的可靠性和安全性；使电池管理系统满足持续的“电池护照”需求，以及更加复杂的数据共享和共享方法，即云计算、区块链。

3、固定式电池储能一体化。重点关注4个方向：采用自适应算法优化多个储能系统的组合模式，并提供多种服务；采用策略优化不同能源行业中电池储能的运营模式，实现一体化运营；通过优化电池储能系统设计、材料和控制策略，推动跨行业整合，促进可持续、有弹性和高效的多能源市场的发展，实现可再生能源的有效整合，并将先进电池储能系统的效益最大化；提供快速响应的能源服务，并保持长期弹性，在电网中应用先进快速的混合储能能量管理算法技术，推进多网服务新业态和能源市场机制新方案。

七、电池拆解和回收

1、开发可持续、安全和高效的回收工艺。重点关注4个方向：钠离子电池综合回收工艺的开发和验证；全钒氧化还原液流电池综合回收工艺的开发和验证；锂金属电池的安全回收方法；新型电池电极材料的直接回收方法开发。

2、提高回收工艺的灵活性。重点关注4个方向：开发比现有工艺更灵活、适应性更强的锂离子电池回收工艺，不断优化锂离子电极和电解质成分和配方，以提供更优解决方案；改进锂离子电池回收工艺用于钠离子电池回收；开发提高第3代锂离子电池中锂和石墨回收率的方法；改进现有锂离子电池回收工艺，以提高电解质溶剂和电解质盐、粘合剂材料和隔膜的回收率。

八、跨领域研究

1、针对下一代电池和固定式储能应用开发全生命周期评价和全生命周期清单分析方法。基于前期电动汽车锂离子电池的全生命周期评价研究基础，扩展全生命周期评价方法，使其适用于包括储能电池在内的各种电池。此外，还将专门针对外置式储能电池进行评估，因为对这类电池的全生命周期评价尚不全面。

2、开发外置式储能电池的“电池护照”。开发试点项目，为外置式储能电池开发适用的“电池护照”，就“电池护照”相关事项与“地平线欧洲”计划建立合作，同时也确保“电池护照”概念可完全适用于液流电池。

3、发展教育试点项目。部署专为教育目的设计的试点项目，项目设计及其配套培训手册将作为标准蓝本发布，以便能够在整个欧洲范围内迅速推广复制；还将开发数字版本的试点项目，以通过虚拟或增强现实技术等进行数字培训。

九、协调行动

为了建成运作良好的欧洲电池研究与创新生态系统，将重点完成6项任务：创建一系列实时更新的电池研发资助项目信息监测平台；发布电池技术研发战略路线图；扩大和深化欧洲电池研究与创新共同体；寻求商业融资，支持与市场对接，促进电池创新应用；促进电池领域研究人员、行业专家和专业劳动力的培训和技能培养；与非政府组织和民间团体进行广泛合作，提升社会接受度。                                             （汤匀）