中国储能网讯：新型电化学储能是支撑我国构建新型电力系统和新型能源体系的重要技术，已成为催生国内能源新业态、抢占国际战略新高地的重要领域。2025年2月10日，我国工业和信息化部等八部门发布《新型储能制造业高质量发展行动方案》，提出加快锂电池等成熟技术迭代升级，支持颠覆性技术创新，融合新一代信息技术，实现储能系统高效集成和精准调控。本文深入分析新型电化学储能领域国际战略布局及关键前沿技术进展，提出我国研发布局建议。
一、战略布局与政策动态
近年来，世界主要发达国家纷纷出台政策举措推进新型电化学储能技术的研发应用，旨在提高锂离子电池等现有技术性能、降低应用成本、扩大应用场景，并开发固态电池等下一代新型电池技术。
1、积极布局下一代电化学储能技术研发，固态电池、锂硫电池、液流电池等成为重点方向
美国能源部自2021年发布《国家锂电池蓝图2021-2030》[1]以来，持续推进高能量密度下一代电池技术开发和创新制造，指出需要重点关注全固态电池相关的新材料、电极和电池制造方法，并通过Battery500、IONICS、EVs4ALL、Li-Bridge等项目投资超过2亿美元（约15亿元）资助相关企业、高校与科研机构开展下一代电池研发。2025年以来美国能源部已投入2500万美元推进电池制造技术研发，包括：钠离子电池、创新水系有机氧化还原液流电池技术、开发制造规模的智能数字平台，建立在线生产决策模型、开发电池检测平台，通过实时高分辨率电池形态监测和控制实现电池智能制造等[2]。
欧盟委员会于2025年5月发布“地平线欧洲”（Horizon Europe）2025年工作计划，将投入73亿欧元专项资金强化欧洲的科研创新引擎。在气候、能源与交通领域投入11.4亿欧元，支持下一代电动汽车电池研发等清洁能源技术及低碳交通解决方案[3]，其中针对储能技术计划投入1.16亿欧元[4]。
日本经济产业省在2022年颁布新版《蓄电池产业战略》[5]，提出加快开发以全固态电池为中心的新一代电池、材料和回收利用技术，确保包括卤代电池、锌负极电池等新型电池的技术优势，到2030年前后全面实现全固态电池的实用化。日本在“绿色创新基金”框架下，2022年投入1510亿日元启动“下一代蓄电池和电机开发”项目[6]，提出将开发高容量电池（如全固态电池）及其材料，能量密度提升至当前水平2倍以上，即超过700~800瓦时/升。在2015—2024年间已投资近2000亿日元（约100亿元）用于全固态电池的技术开发。
2、建设本土电池产业链供应链成为战略关注焦点，涵盖原材料、装备制造、回收利用等全链条重要环节
美国能源部2021年发布《储能大挑战路线图》[7]，提出将在技术开发、制造和供应链、技术转化、政策与评估、劳动力培养五大重点领域开展行动，以建立美国在储能领域的领导地位。随后，2024年9月宣布投入30亿美元用于改造、扩建和新建电池制造设施，用于电池级关键矿物加工、电池组件制造、电池组装和回收等，以增强美国国内先进电池和电池材料供应链能力[8]。
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）2024年2月共同发布《电池战略研究与创新议程》[9]，明确了欧洲电池研发与创新的优先事项，涵盖原材料、先进材料、设计、制造、交通应用、固定储能应用、拆卸与回收等方面，旨在提高欧洲电池产业链的竞争力。
德国联邦经济事务和气候行动部（BMWK）2024年5月发布第八期能源研究计划应用能源技术研究资助公告[10]，重点资助研发从电池单体到全系统的储能技术，包括优化材料、组件和运行策略，提高其效率、性能和寿命，以及电池环保和回收利用等。
英国商业贸易部自2023年发布《英国电池战略》[11]以来，强调发展电池创新生态系统，通过“法拉第电池挑战赛”加快电池材料开发[12]、促进化学和材料供应链发展、支持更广泛的规模化生态系统，以实现到2030年构建具有全球竞争力的电池供应链。
澳大利亚于2024年5月发布首个《国家电池战略》[13]，提出到2035年将澳大利亚打造成为全球具有竞争力的电池和电池材料生产国，打造安全、弹性的电池供应链，并加强能源安全。
3、新型电化学储能技术应用领域不断拓展，电网规模长时储能、交通运输、航空航天等领域需求旺盛
在电网规模长时储能方面，美国清洁能源协会（ACP）2025年4月宣布，将在2030年前投资1000亿美元用于建设新的电池制造工厂和采购“美国制造”的电网级储能电池[14]。该计划的目标是实现美国储能项目100%采用本土电池，以提升能源安全、经济性和供电可靠性。德国联邦经济事务和气候行动部2023年12月发布《电力储能战略》推动德国电力储能发展，实现储能与电力系统的“最佳集成”。英国商业、能源和工业战略部2022年1月发起长时储能示范计划[15]，以促进风、光等波动性可再生能源并网消纳。澳大利亚工业、科学与资源部2024年5月发布首个《国家电池战略》，提出将提供17亿澳元设立为期10年的“澳大利亚未来制造创新基金”，以促进电网侧储能部署。
交通运输领域，电动汽车和电动自行车应用不断普及。欧盟2025年3月发布《欧洲汽车行业行动计划》[16]，以技术主权构建（电池原材料自主可控）和规则输出（本地成分立法）为核心抓手，通过差异化技术创新（固态电池突破）和生态协同（全产业链合作）实现价值创造到扩张的闭环。
航空航天、无人机和移动通信基站等领域应用也在不断拓宽，为经济社会发展注入新动力。我国近年来重点加快开发固态电池、钠离子电池、氢储能/燃料电池等新型电池技术，助力低空经济等未来产业，推动能源电子产业的规模化应用和进步 [17][18][19]。
二、研发与应用进展
新型电化学储能技术主要发展趋势是高能量密度、长循环寿命、高安全性、高稳定性，重点发展方向是下一代新型储能技术、提升电化学储能核心部件性能及促进退役器件高质量循环利用。
1、固态锂电池
能量密度不断突破：2024年8月，中国科学院青岛生物能源与过程研究所研发基于硫化锂正极的高比能长循环全固态锂硫电池，能量密度超过600瓦时/千克[20]。同年9月，韩国首尔国立大学通过在锂表面构筑一层230纳米厚的Mg-W双亲保护层，组装的贫锂全固态电池体积能量密度超过了1100瓦时/升[21]。同年12月，中国科学院大连化学物理研究所开发出基于脱嵌-转化耦合反应机制的新型卤化物LixFeXx+2正极材料，基于该正极材料组装的全固态锂电池能量密度高达912瓦时/千克[22]。2025年1月，美国微宏公司取得全固态电池技术高运行电压突破，可在12伏至21伏的高电压下稳定运行，有望实现更高能量密度和更长续航里程。下一步，该公司将进行全固态电池的试生产研究[23]。
2、液流电池
离子交换膜稳定性突破：2025年4月，中国科学技术大学开发出一系列阴离子选择性共价三嗪框架膜，借助该膜，采用氯离子作为载流离子的水系有机氧化还原液流电池可在高电流密度下稳定运行，电池性能优于现有膜材料所能达到的水平[24]。
能量密度突破：2024年4月，中国科学院大连化学物理研究所使用碘离子和溴离子混合卤素溶液作为电解液，构建了碘离子到碘单质再到碘酸根的多电子转移反应，基于此开发出能量密度达到1200瓦时/升的水系液流电池，在保障安全性的同时，能量密度较传统水系液流电池提升20~40倍[25]。同年8月，该所首次提出了原位电化学合成策略构建了耐氧性萘醌类活性分子并应用于液流电池，成功实现了千克级有机分子的放大合成[26]。
3、钠离子电池
能量密度/电池容量突破：2025年2月，复旦大学和上海大学合作，提出了一种串联组装和蚀刻化学方法，通过双功能调节剂将垂直排列的介孔引入导电金属-有机框架（cMOFs）的微孔中，将微孔通道缩短了两个数量级，实现高性能钠存储，Na⁺传输速度加快5倍，优化后的材料在250库伦下展现出62毫安时/克的卓越倍率性能[27]。同年5月，北京理工大学通过独特的液固协同策略制备了具有均匀枝晶导电碳网络的Na2.6Fe1.7(SO4)3@C复合正极材料，实现了108.29毫安时/克的高可逆放电比容量和超过400瓦时/千克的质量能量密度，并在-25℃到60℃的宽温度范围内展现出稳定的性能[28]。
4、锌离子电池
循环寿命突破：2024年6月，中国科学院合肥物质科学研究院开发出非牺牲性阴离子型表面活性剂来稳定锌负极，组装电池的平均库伦效率高达98.15%，电池的循环寿命提升了30倍[29]。2025年4月，德国德累斯顿工业大学通过引入溴化物盐添加剂，利用Br-/Brn-氧化还原对作为“死硒复活剂”，实现了可逆的六电子Se²⁻/Se⁰/Se⁴⁺转换反应。基于此制备的Zn||Se电池在50个循环后保持1246.8毫安时/克的容量[30]。
5、金属-空气电池
催化活性突破：2024年6月，清华大学采用大数据方法系统建立了面向金属-空气电池正极材料的双功能催化构效关系的“材料基因组”，通过理性设计构筑的复合双功能催化剂创纪录实现了电压差（ΔE）=0.57伏的超高催化活性[31]。
三、我国新型电化学储能技术布局建议
我国在新型电化学储能全产业链研发及制造上具有国际竞争优势，市场装机规模领先。但在储能电池机理研究、前沿技术突破、集成系统、改进封装设计以及应用新材料等方面仍面临诸多挑战，在离子传导膜、电解液、双极板等关键材料制造上距离技术发达国家有一定差距。为此，建议加强相关基础研究和核心技术攻关，具体包括：
1、基础理论
发展新型电化学能量储存与转化机制，开发服役工况下电化学储能器件和系统的原位动态实时表征技术、多尺度大系统模拟优化技术，研究电化学储能器件在宽温域、柔性条件下的适用性，助力长寿命、低成本、高能量密度、高安全和易回收的新型电化学储能技术开发。
2、本体制造
全固态电池重点开发宽温域、兼顾高电导率与化学/电化学稳定性的固体电解质材料；新型高价离子多电子转移正极材料；高容量、高稳定性负极材料；电极/电解质形成的固-固界面优化；相关材料与电池的设计与规模化制造技术。钠离子电池重点开发综合性能优异的正极、负极和电解质材料。其中正极材料包括层状过渡金属氧化物、聚阴离子类化合物等；负极材料包括硬碳材料、钛基材料；电解质方面发展高压、宽温等高兼容性电解质和非燃电解质提升体系的安全性能。液流电池重点探索低成本、高能量密度的长寿命液流电池新体系；开发有机系、多电子转移水系液流电池；开发高稳定性电解液、高选择性低成本离子传导膜、高反应活性电极；开展电堆设计及系统模块集成设计研究等。锌离子电池重点优化材料结构、提升材料性能，显著增加电池的能量密度和循环稳定性；创新负极结构设计，减少锌负极的沉积行为，抑制锌枝晶的形成；优化电解液材料，进一步提升电池的安全性和环保性能。金属-空气电池重点围绕电极材料设计包括空气电极的氧电催化材料、金属电极保护材料、电解质的相态和添加材料、隔膜的选择渗透能力。
3、系统集成
重点关注高压级联技术、构网型储能技术、数智化和数字孪生技术等，以提高储能系统的性能、安全性和运行效率；研究多元储能系统的集成和协同运行，优化资源配置，提高电力系统的新能源利用率；实施实时监测、液冷技术、直冷技术等安全防护措施，以提升储能系统的安全性和可靠性。
