新的弗勞恩霍夫 ISI 鋰離子電池路線圖重點關注 2030 年之前電池行業的擴展活動，並考慮材料、電池、生產、系統和回收領域的技術選擇、方法和解決方案。該研究特別考察了三個趨勢：性能優化、低成本和可持續電池的生產。

市場為鋰離子電池繼續在全球擴張：2023年，銷量可能首次突破1太瓦時大關。到 2030 年，需求預計將增加兩倍以上，達到 3 TWh 以上，這對該行業有很多影響，但也對技術開發以及對電池的要求。例如，最近的監管要求強制電池可持續性。鋰離子電池的大量使用電動車將電池價格問題推到了前台，而能量密度和續航里程等更多技術因素則退居幕後。

在此背景下，弗勞恩霍夫 ISI 的新路線圖重點關注“2030 年工業化前景”，其分析特別基於行業路線圖和有關特定技術生產或使用的其他公告。該路線圖是在 BEMA II 專案中實現的。

高能量電池和快速充電

性能優化電池第一個趨勢的研究結果表明，未來幾年，有雄心勃勃的發展目標，以顯著提高電池的參數能量密度特別是快速充電能力。

對於一些旗艦車型，充電速度將加快至4C，從而達到10至20分鐘的範圍。為了實現這些目標，該產業正在轉向高鎳陰極、矽陽極以及新的電池和電池組設計，以改變空間需求、熱耦合和安全特性。例如，在系統層面，800 V 技術提供了一種提高電池效能的新方法。

目標：降低成本

第二個主要的、甚至可能更重要的趨勢是電池成本的降低。路線圖顯示，電池組層級的成本目標仍遠低於 100 歐元/度，這可能意味著與當前成本相比可降低 30% 至 50%。

該行業的目標是透過使用無鈷和無鎳材料、標準化來實現這一目標細胞並將它們直接整合到電池組中。新的製造流程還可以透過利用能源和設備成本以及工廠本身的標準化來降低成本。透過將工廠本地化到更有利的生產地點也可以實現低電池成本。

邁向永續電池

第三個趨勢是永續電池的生產，透過歐盟電池指令以及越來越多的汽車製造商的推動，正在獲得動力。具體來說，永續性會影響許多因素，從原材料提取到生產和使用場景。未來幾年，工業發展可能會集中在電池技術和生產技術上，其中一些甚至結合了永續性，例如低二氧化碳₂佔地面積小，成本低。

其中包括鐵基和錳基陰極、水基或乾電極處理，以及在電池壽命結束時利用回收回收材料。生產地點在永續性方面也發揮著重要作用，受到可用能源結構以及與上下游生產地點的距離等因素的影響。

具有清晰配置檔案和用例的電池

研究中提出的三個關鍵趨勢可能是矛盾的：例如，高性能有時是昂貴的，而低環境足跡的高度優先可能會限制某些技術的使用。因此，該行業需要多樣化並生產具有清晰輪廓和用例的電池。

電池製造商、汽車原始設備製造商、新創公司及其合資企業計劃在 2028 年建立超過 10 TWh 的電池年產能。關於正極和正極活性材料的產量，公佈的2028年產量約為3TWh，這更接近應用市場預計的2至3.5TWh的電池需求。

電池回收能力將如何發展仍不清楚。因此，近年來發布的所有公告都顯示出鋰離子電池價值鏈的不對稱情況，長期以來，重點一直放在電池生產上。該行業在材料和零件領域尚未迎頭趕上。

歐洲走上自給自足之路？

該研究的科學協調員 Christoph Neef 博士認為，歐洲有望成為全球電池生產的重要參與者：「由於電動車產量的增加，歐洲計劃建造 1.7 TWh 的電池產能。因此，在對實施可能性和延遲進行調整後，大約1 TWh 似乎是現實的，歐洲的數字證實了高度關注電池生產項目和投資的全球趨勢，即全球30% 的電池生產位於歐洲。

然而，尼夫補充說，歐洲在陽極材料的生產方面可能仍然疲軟，將不得不依賴進口。其他差距也持續存在，例如在被動電池組件或磷酸鐵鋰關鍵技術方面，這對於低成本電池極為重要。

到目前為止，產能的擴張以及哪些製造商可以在電池生產中採用該技術的問題仍不清楚。同樣，還沒有材料製造商致力於建造矽材料的大量產能，矽材料被認為是下一代鋰離子電池技術。

為了克服這些挑戰，投資和良好的投資條件、低能源成本和合格的工人都發揮著重要作用。簡化官僚程序、減少耗時的程序，以及改善政府補貼和融資機制，有助於吸引更多的工業參與者，並確保與非歐洲國家的公平競爭環境。