新質生產力視角下常州動力電池產業關鍵核心技術突破路徑研究

摘要：在全球新能源產業快速發展的背景下，常州動力電池產業作為中國新能源汽車產業鏈的關鍵環節，面臨著前所未有的機遇與挑戰。文章基于新質生產力的視角，分析全球動力電池產業的現狀和發展趨勢，調研剖析常州動力電池產業的現狀及其關鍵技術面臨的瓶頸。為解決這些難題，從加大研發投入力度、提升智能制造水平、深化系統集成技術等方面探索適合常州動力電池產業發展的技術突破路徑和對策，為推動常州新能源產業繁榮發展提供參考思路。

關鍵詞：動力電池；關鍵核心技術；新質生產力；突破路徑

中圖分類號：F426.4 " " " 文獻標識碼：A " " "文章編號：1674-0688（2024）10-0005-05

0 引言

在全球能源轉型與綠色低碳發展的時代背景下，新質生產力作為推動經濟社會高質量發展的核心驅動力，正深刻改變著傳統產業的格局與未來走向。動力電池產業作為新能源汽車的心臟，其關鍵核心技術的突破關乎新能源汽車產業的競爭力，是實現碳達峰、碳中和目標的關鍵一環。近年來，眾多學者與研究機構對動力電池產業存在的技術挑戰及突破路徑進行了深入研究。例如：東方證券指出固態電池技術作為下一代鋰電池產業的創新技術，將進入關鍵核心技術攻堅和培育產業化應用階段，但目前技術尚不成熟、成本高昂［1］；江蘇省科學技術發展戰略研究院對11種動力儲能電池產業技術進行了分析，強調固態電池要重點研究固固界面和固體電解質導電性提升技術，鋰離子電池要尋找合適的電解液和電極［2］；張丹寧等［3］分析了新發展格局下產業鏈現代化水平提升的制約因素與動力機制，提出通過構建產業鏈生態、“鍛長板補短板”、打造區域產業集群和加強政策聯動等措施提升動力電池產業鏈現代化水平。常州是中國動力電池產業的重要集聚地，擁有雄厚的產業基礎和良好的創新生態，正站在新質生產力發展的前沿，積極探索關鍵核心技術的突破路徑。本文從新質生產力的視角出發，深入分析常州動力電池產業的現狀與面臨的挑戰，梳理關鍵核心技術領域的發展動態與趨勢，進而提出一套切實可行的技術突破路徑與策略，旨在為常州乃至全國的動力電池產業提供有價值的參考與借鑒，助力動力電池產業在新一輪科技革命和產業變革中搶占先機，實現高質量發展。

1 新質生產力在動力電池產業中的應用

現階段，我國動力電池產業已在全球競爭中呈現領先態勢，要想保持領先，就要整個電池產業鏈上下游企業積極培育新質生產力，從技術端和生產端牢牢把握動力電池產業發展的核心制高點［1，4-5］，從技術創新、智能制造、跨學科合作方面發力。

1.1 在技術創新方面

新質生產力鼓勵動力電池產業在材料科學、電池設計、制造工藝、電池管理系統等多個方面進行技術創新，通過集成不同領域的技術，提高研發效率，加快新產品的研發速度。固態電池作為下一代電池技術的代表，具有高能量密度、長循環壽命、高安全性等優勢，是動力電池產業中新質生產力的典型體現。福建巨電新能源股份有限公司（簡稱巨電新能源）、湖南久森安高科技有限公司（簡稱久森安高）等正致力于固態電池的研發與產業化，通過不斷的技術創新，推動固態電池從實驗室走向市場。鈉離子電池作為鋰離子電池的潛在替代品，具有資源豐富、成本低廉等優勢。比亞迪股份有限公司（簡稱比亞迪）、山東華納新能源有限公司（簡稱華納新能源）等企業正加大鈉離子電池領域的投入，推動其技術進步和商業化應用。

1.2 在智能制造方面

新質生產力推動動力電池生產向智能化轉型，通過引入智能制造技術、智能生產線、智能倉儲管理等手段，實現生產過程的自動化、數字化和精細化，提高生產效率和產品質量。龍頭企業利用先進的機器人技術、物聯網技術和大數據分析技術，實現了生產過程的智能化控制和優化，降低了人力成本，提高了生產靈活性。在動力電池的倉儲環節，企業引入智能倉儲管理系統，通過自動化設備和智能算法，實現了對庫存的精準管理和高效調度。

1.3 在跨學科合作方面

新質生產力鼓勵跨學科合作，將不同領域的知識和技能進行整合，共同解決動力電池產業中的技術難題。龍頭企業與高校合作建立聯合實驗室或研發中心，通過共享資源和知識，加速技術成果的轉化和應用。在全球化的背景下，國內外企業通過技術交流、合作研發、共同投資等方式，推動動力電池技術進步和產業升級。惠州億緯鋰能股份有限公司（簡稱 億緯鋰能）正在英國投資建廠，與當地企業開展合作，共同推動動力電池產業的發展。

2 全球動力電池產業的現狀和發展趨勢

得益于新能源汽車、儲能等下游應用場景爆發式增長的驅動，全球動力電池產業正處于一個快速發展與深刻變革的階段。

2.1 全球動力電池產業的現狀

（1）市場規模持續擴大。全球汽車動力電池市場規模在2023年已達992.51億美元，并將在未來幾年內以26.96%的復合增長率高速增長，預計到2030年將達到5 277.60億美元［6］。這一趨勢主要得益于新能源汽車市場的不斷擴大、電池技術的持續進步和成本的不斷降低。

（2）技術路線多樣化。目前業內以磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池為兩大主流技術路線。磷酸鐵鋰電池以其高安全性、長壽命和低成本等優勢占據市場主導地位，尤其在中國市場得到廣泛應用。而三元鋰電池則在高能量密度領域有所發展，適用于對續航里程有更高要求的車型。此外，固態電池等前沿技術也在加快研發進程，有望在未來成為市場新的增長點。

（3）全球化布局與供應鏈調整。中國作為全球最大的新能源汽車市場，其動力電池產業正在積極向海外市場拓展。同時，歐美地區也在加大對鋰離子電池制造設施的投資力度，以提升本土產能和供應鏈穩定性。這種全球化布局不僅有助于企業拓展市場份額和提升品牌影響力，還有助于優化全球供應鏈結構，降低生產成本和風險［7］。

（4）面臨多方面的挑戰。雖然動力電池產業市場規模在不斷擴大，但是在發展中還存在諸多挑戰，具體表現在以下幾個方面：①產能過剩與市場競爭激烈。近年來，中國鋰電池產業投資規模巨大，產能大幅提升，但產能利用率卻有所下降。同時，國際市場上也涌現出眾多電池制造商，加劇了市場競爭。中國汽車動力電池產業聯盟發布的數據顯示，2024年上半年動力電池總產量遠高于實際裝車量，顯示嚴重的產能過剩現象。為了應對這一挑戰，企業紛紛加大研發投入力度，提升產品性能和質量，同時加強供應鏈管理，降低成本。此外，市場整合和兼并重組也在加速進行，以優化資源配置和提升產業競爭力。②技術創新需求與研發投入放緩。動力電池產業需要不斷的技術創新來提升電池的能量密度、安全性、循環壽命等關鍵性能。然而，技術創新需要大量的研發投入和時間積累，這對企業構成了較大的壓力。面對激烈的市場競爭和營收壓力，部分動力電池企業不得不放緩技術研發投入速度，以緩解短期財務壓力，但這可能削弱企業的長期創新能力和市場競爭力。③原材料供應與價格波動。動力電池的主要原材料如鋰、鈷、鎳等金屬資源有限，并且分布不均勻。隨著產量的增加，市場對原材料的需求也在不斷上升，供應緊張的問題日益突出。原材料價格受多種因素影響波動較大，如市場供需關系、政策調整、地緣政治等，這種價格波動對動力電池的成本控制和市場競爭力產生了重要影響。④回收利用體系不完善和環保法規趨嚴。動力電池的回收利用體系尚不完善，回收率和處理效率較低，這不僅浪費了資源，還可能對環境造成污染。隨著全球對環保問題的日益重視，各國政府紛紛出臺嚴格的環保法規和政策，對動力電池的生產、使用和回收等環節提出了越來越高要求。⑤標準缺失或不統一與兼容性差。動力電池行業缺乏統一的標準和規范，導致不同企業生產的電池在性能、尺寸、接口等方面存在差異，增加了整車企業匹配的難度和成本。此外，由于標準不統一，不同品牌、不同型號的動力電池之間難以實現互換和兼容，限制了動力電池的推廣和應用。

2.2 全球動力電池產業的發展趨勢

未來動力電池行業將朝著技術領先、綠色可持續、全球化協同的方向快速發展［8］，具體表現在以下幾個方面：①技術創新與性能提升。持續推動高能量密度、快速充電、低成本和高安全性的電池技術研發，以滿足市場需求。②新型電池技術。固態電池、鈉離子電池等新型電池技術將逐步成熟并實現商業化應用，為行業注入新活力。③標準化與循環利用。加強電池標準化建設，提高產品兼容性和資源利用效率；推動廢舊電池循環利用體系建設，實現可持續發展。④全球化布局。企業加快全球化布局步伐，拓展海外市場，提升國際競爭力。⑤產業鏈協同。加強產業鏈上下游企業之間的合作與協同，共同推動產業健康發展。

3 常州動力電池產業現狀分析

近年來，常州市定位全球領先的動力電池研發與制造中心，全面推進動力電池先進制造業集群建設，產業集聚優勢明顯，綜合實力全國領先。

3.1 產業發展優勢與特色

2023年全球動力電池裝機量前十的龍頭企業中，寧德時代新能源科技股份有限公司（簡稱寧德時代）、比亞迪、蜂巢能源科技股份有限公司（簡稱蜂巢能源）、中創新航科技集團股份有限公司（簡稱中創新航）等4家在常州進行了布局。2023年1月至11月，常州動力電池總產銷省內占比分別是44.6%、46.5%，均居江蘇省首位。目前，常州擁有動力電池企業超過110家，2023年實現產值超過1 770億元［9］。

常州電池產業發展的優勢與特色具體表現在以下幾個方面［10］：①產業布局持續優化。常州作為江蘇省動力電池產業的重要集聚地之一，擁有完善的產業鏈和豐富的配套資源。目前常州形成了以溧陽、金壇為兩大核心，武進、新北兩翼聯動，天寧、鐘樓、經開“三新”支撐的協同化區域布局，一批如中創新航、蜂巢能源等優勢龍頭企業加速集聚，形成了顯著的產業集群效應。②產業配套趨于完善。依托長三角新能源汽車產業集聚和就近配套優勢，常州動力電池產業鏈完整度高達97%（鏈上共32環，常州覆蓋31環），居全國第一，擁有中創新航、蜂巢能源等總部型鏈主企業，寧德時代、理想汽車、比亞迪、深圳市貝特瑞新能源材料股份有限公司（簡稱貝特瑞）、深圳市星源材質科技股份有限公司（簡稱星源材質）等國內超70%的細分領域鏈主企業在常州設立戰略制造基地和配套研發機構，涵蓋了從電池材料、電池單體、電池系統到技術研發等多個環節。③技術創新體系不斷完善。常州動力電池產業依托鏈主企業研發中心、與高校及科研院所共建的合作平臺、政府支持的創新中心等，不斷推動技術創新，關鍵技術得到不斷突破，如常州鋰源推出的“續航1號K501”和“再生1號ZL301”，前者兼顧長續航里程、低溫、快充三大用戶痛點，全面考慮終端客戶的多樣化需求；后者則積極探索鋰電池回收難題，有助于推動動力電池產業的綠色可持續發展。蜂巢能源創新提出的“飛疊”技術大幅提升了產線效率和產品品質，推出的王牌產品——“短刀”電池，因其明顯的優勢贏得了新能源汽車市場的廣泛認可。④開放合作不斷深化。常州動力電池企業積極與國際市場接軌，通過引進外資、技術合作、市場拓展等多種方式，不斷拓寬國際合作渠道。其中，中創新航、江蘇時代新能源科技有限公司（簡稱江蘇時代）等動力電池龍頭企業加速高端產能布局，已納入海外車企的全球供應鏈體系；常州鋰源成功投資建設鋰源（印尼）公司，是我國磷酸鐵鋰正極材料項目出海的“第一單”；蜂巢能源在泰國設立工廠，為長城汽車、合眾汽車等生產電池包。

3.2 制約產業發展的瓶頸問題

常州動力電池產業在快速發展的同時，也面臨著一些制約其進一步發展的瓶頸問題，部分問題是該行業的共性問題，主要體現在以下幾個方面：①技術短板與創新能力不足。常州動力電池產業部分關鍵技術和原材料仍依賴進口，常州企業在高精尖技術研發方面的投入和積累相對較少，缺乏具有自主知識產權的核心技術和專利，影響產業的可持續發展。②產業鏈協同與配套能力不足。目前常州動力電池產業上下游企業之間合作不夠緊密，缺乏有效的信息共享和協作機制；部分關鍵零部件和原材料供應不足或質量不穩定，影響了產品的整體性能［2］。③受限于動力電池產業的綜合性要求和爆發式增長，高端人才、高水平特種技術人才與一線技術工人供應持續緊缺。

3.3 關鍵核心技術突破亟需突破的主要瓶頸

常州動力電池產業鏈核心技術亟須解決的主要瓶頸有以下幾個：①材料科學不夠高，這是動力電池技術突破的首要瓶頸。當前，動力電池的核心材料如鈷、鎳等稀有金屬價格昂貴且供應不穩定，這對動力電池的成本控制和供應鏈安全構成了嚴重威脅。②制造工藝不夠高，這是制約動力電池性能提升的又一關鍵瓶頸。盡管常州在智能制造方面已取得一定進展，但是與國際先進水平相比，仍存在制造工藝不夠精細、生產效率有待提升等問題。③系統集成與應用不夠完善也是常州動力電池產業面臨的重要挑戰。動力電池作為新能源汽車的核心部件，其性能不僅取決于單體電池的性能，還受到整個電池系統設計和集成的影響。

4 常州動力電池產業關鍵核心技術的突破路徑

結合新質生產力的內涵特征和發展重點，以及高技術產業關鍵核心技術識別賦能新質生產力理論，為突破上述三大技術瓶頸，可從以下路徑進行探索和實踐。

4.1 加大研發投入力度，深化產學研合作，開發新型材料體系

（1）加大研發投入力度，推動新材料研發。具體措施如下：①建立專項研發基金。建議政府和企業共同出資設立動力電池新材料研發專項基金，支持高校、科研院所和企業開展聯合研發，集中力量攻克關鍵材料技術難題。②引進和培育高端人才。通過優惠政策吸引國內外新材料領域的頂尖人才，同時加強本土人才的培養和引進，為新材料研發提供堅實的人才支撐［11-12］。

（2）加快多元化材料體系開發速度。具體包括以下幾種材料：①無鈷正極材料。重點研發無鈷或低鈷正極材料，如富鋰錳基材料、磷酸錳鐵鋰等，以降低對鈷等稀有金屬的依賴，并提高材料的能量密度和循環穩定性。②固態電解質。加快固態電解質材料的研發和應用，解決液態電解質存在的安全問題和能量密度限制，推動固態電池的商業化進程。③負極材料創新。探索新型負極材料，如硅基負極、鈦酸鋰等，以提高負極的比容量和循環性能［13］。

（3）加強產學研合作。具體措施如下：①建立產學研合作平臺。推動高校、科研院所與企業之間的深度合作，建立產學研合作平臺，實現資源共享，加速新材料技術的轉化和應用。②開展國際合作。積極參與國際科技合作與交流，引進國外先進技術和經驗，同時推動本土技術的國際化發展。③加強人才培養與引進。依托常州高職資源優勢，深化產學研合作，校企聯合培養動力電池制造領域的專業技能人才；出臺吸引高端人才的政策措施，如提供住房補貼、子女教育優惠等，吸引國內外優秀人才來常州工作。

4.2 提升智能制造水平，加強制造工藝創新

常州動力電池產業可以從以下幾個方面提升智能制造水平，強化制造工藝創新：①推進自動化與智能化改造。在動力電池生產線上，引入高精度、高效率的自動化設備，如自動化涂布機、激光焊接機、機器人裝配線等，減少人工操作，提高生產效率和產品一致性。通過物聯網、大數據、人工智能等技術，構建智能工廠系統，實現生產過程的實時監控、數據分析與決策優化，提升生產靈活性和響應速度。借助工業互聯網平臺，實現設備聯網、數據共享與協同制造，促進供應鏈上下游企業的緊密合作與資源優化配置。②研發高效生產工藝。針對動力電池制造過程中的關鍵工藝環節（電極制備、電池組裝、注液等），如電芯制備過程中的涂布、卷繞、疊片等，進行工藝優化和創新，提高電芯的能量密度、循環壽命和安全性能。探索新的電池封裝技術和材料應用，如軟包電池、固態電池等，以提升電池的整體性能和降低成本［2，4］。③引入先進制造技術。引進激光焊接、超聲波焊接等先進制造技術，提高產品的制造精度和可靠性。探索新的制造工藝路線，如連續化生產等，以降低成本和提高生產效率。推廣綠色制造工藝，建立廢舊電池回收與再利用體系，實現電池材料的循環利用，減少資源浪費和環境污染。

4.3 深化系統集成技術，探索多元化應用場景

常州動力電池產業深化系統集成技術可以從以下幾個方面著手：①優化電池管理系統（BMS）。研發更先進的電池管理系統算法，實現對電池狀態的精準監測和預測，包括SOC（剩余電量）、SOH（健康狀態）等關鍵參數的準確估算，提高電池系統的安全性和可靠性，延長電池使用壽命。加強BMS軟硬件的協同設計，提高系統的響應速度和穩定性。通過集成高性能芯片、優化軟件架構等方式，提升電池管理系統的整體性能［3-4］。②推動電池系統的模塊化設計，將電池包劃分為多個獨立的模塊單元，不僅可降低生產成本，提高生產效率，而且還有利于電池的維修和更換。制定動力電池系統的標準化接口規范，促進不同品牌、不同型號電池之間的互聯互通，以構建更加開放、兼容的動力電池生態系統［14］。③拓展多元化應用場景。面向新能源汽車市場，深化與整車企業合作，通過定制化生產、聯合研發等方式，提升動力電池在新能源汽車中的應用效果。積極參與新能源汽車推廣計劃，通過政策引導、市場推廣等手段，推動新能源汽車的普及和應用。面向儲能系統市場，利用動力電池技術，發展儲能電站項目。通過建設大型儲能電站、分布式儲能系統等，實現電能的儲存和調度，提高電網的靈活性和穩定性。此外，還可以探索動力電池在微電網、家庭儲能、數據中心備份電源等多元化應用場景中的應用。

5 結語

在新質生產力的視角下，常州動力電池產業面對關鍵核心技術突破的緊迫需求，需保持高度的戰略定力與創新活力，深化系統集成與應用技術的研發，推動材料科學、制造工藝等多方面的協同進步。同時，通過加強國際合作、優化資源配置、激發創新活力，不斷突破技術瓶頸，為新能源汽車產業的繁榮發展貢獻重要力量。

6 參考文獻

［1］東方證券.新質生產力構建新能源技術創新，關注固態電池與氫能產業機會：新質生產力系列研究［EB/OL］.（2024-03-16）［2024-03-17］.https：//www.doc88.com/p-03773412974916.html.

［2］江蘇省科學技術發展戰略研究院.動力儲能電池產業技術研究［R］.南京：江蘇省科學技術發展戰略研究院，2022.

［3］張丹寧，宋雪峰.新發展格局下中國產業鏈現代化的理論邏輯與實踐路徑：以新能源動力電池產業為例［J］.湖南科技大學學報（社會科學版），2022，25（2）：111-121.

［4］佚名.寧德時代吳凱：電池行業應加快形成“新質生產力”［EB/OL］.（2023-11-08）［2024-03-17］.https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1781950244782582045amp;wfr=spideramp;for=pc.

［5］吳鵬飛.發展新質生產力是保持我國電池產業全球領先的重要路徑［EB/OL］.（2024-02-27）［2024-03-27］.https：//mp.weixin.qq.com/s/Xl3g-_Yy5NSmhObdZ39kKQ.

［6］佚名.匯睿咨詢：2024年動力電池市場概況［EB/OL］.（2024-08-21）［2024-08-22］.https：//www.sohu.com/a/802398083_121963293.

［7］馮少杰.2024年汽車鋰電池行業發展現狀、競爭格局及未來發展趨勢與前景分析［EB/OL］.（2024-08-01）［2024-08-05］.https：//www.chinairn.com/hyzx/20240805/110648216.

shtml.

［8］行研資本.2024全球動力電池產業鏈可持續發展評估報告［EB/OL］.（2024-07-04）［2024-08-04］.https：//k.sina.com.cn/article_5395803974_1419d6f4601901fjx6.html.

［9］杜倩，蘇雁.創新點串珠成鏈 產業化向綠而行：江蘇省常州市以新能源產業發展引領綠色低碳轉型［N］.光明日報，2024-08-15（5）.

［10］周伶俐.常州動力電池產業鏈多主體融通創新模式與案例研究［J］.江蘇科技信息，2023，40（8）：9-13.

［11］邵冰欣.高技術產業關鍵核心技術識別機制與突破路徑研究：基于技術預見的方法［J］.科技與產業，2024，24（12）：52-57.

［12］王山，譚宗穎.關鍵核心技術識別賦能新質生產力發展：內在邏輯、現實挑戰與實踐路徑［J］.農業圖書情報學報，2024，36（2）：26-35.

［13］左培文，朱培培，邵麗青.新能源汽車動力電池產業發展特點與趨勢分析［J］.汽車文摘，2022（1）：1-7.

［14］劉穎佳，管旭琳，朱峰，等.新質生產力下鋰離子動力電池產業發展的標準化對策研究［J］.中國標準化，2024（13）：81-86.