諾獎背后——中國鋰電池的得與失

　　中國是鋰電池大國，然而諾貝爾化學(xué)獎花落英、美、日三位鋰電池之父的故事則告訴我們，我們離鋰電池強國太遠了。

　　10月9日，瑞典皇家科學(xué)院宣布，將2019年諾貝爾化學(xué)獎授予美國科學(xué)家約翰·古迪納夫（John Goodenough）、斯坦利·惠廷厄姆（Stanley Whittingham），以及日本科學(xué)家吉野彰，以表彰他們?yōu)殇囯x子電池發(fā)展所作出的貢獻。

　　上世紀(jì)70年代，供職于美國?？松凸镜幕萃⒍蚰钒l(fā)明了鋰離子電池。他采用硫化鈦作為正極材料，金屬鋰作為負極材料，制成首個鋰離子電池。但這種鋰電池電化學(xué)屬性極不穩(wěn)定，在充電過程中非常容易起火爆炸；并且在反復(fù)充放電的過程中，電池容量衰減極快，并不適用于商業(yè)應(yīng)用。

　　隨后，古迪納夫則就這個難題進行技術(shù)突破，研發(fā)了可充電鋰離子電池，并且領(lǐng)導(dǎo)項目組發(fā)明了可以量產(chǎn)的鋰離子電池和磷酸鐵鋰電池技術(shù)。

　　1983年，吉野彰提出了我們今天所知的鋰離子電池專利申請，采用了原始概念并將其變得更為安全，高效和可靠，為鋰離子電池的商用打下基礎(chǔ)。1991年日本索尼公司首次將鋰電池這個研發(fā)了20多年的產(chǎn)品推向市場。

　　到目前鋰電池產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用，最有話語權(quán)的當(dāng)屬中國，無論是從體量、消費市場、產(chǎn)業(yè)鏈等各方面，中國儼然走在了國際前列。但此次諾貝爾化學(xué)獎花落鋰電池，并將獎項頒發(fā)給美國、英國、日本的三位科學(xué)家，在喜悅和祝福中，無不刺痛著中國鋰電池領(lǐng)域的神經(jīng)。

　　中國的確是鋰電池大國，但我們離鋰電池強國，依然很遠。

　　電動車將“鋰”推向高潮

　　本屆諾貝爾化學(xué)獎花落鋰離子電池可謂眾望所歸。

　　輕巧、可充電且能量強大的鋰離子電池，已經(jīng)徹底改變了人類的生活，被廣泛應(yīng)用于從手機到筆記本電腦和電動汽車等各個領(lǐng)域，并可以儲存來自太陽能和風(fēng)能的大量能量，從而使無化石燃料社會成為可能，同時，鋰電池的發(fā)明和產(chǎn)業(yè)化，也直接加速了全人類信息技術(shù)和新能源技術(shù)的發(fā)展進程。

　　目前，從主要應(yīng)用來看，鋰電池集中在兩大領(lǐng)域：一是移動式產(chǎn)品，如手機、電腦，約占鋰電池使用量的2/3左右，第二大領(lǐng)域便是車載動力電池。

　　在有些人的印象里，電動車是最近幾年才發(fā)展起來的新鮮事物?？墒聦嵣?，電動汽車比燃油車出現(xiàn)得更早，直到1912年還在市場上占有份額優(yōu)勢，后來因為技術(shù)、成本等問題而被歷史淘汰。

　　當(dāng)下，電動汽車之所以興起，主要是因為鋰電池技術(shù)日趨成熟以及商業(yè)化程度提高。換言之，電動汽車能否成為理想的交通工具，這在一定程度上取決于能否找到合適的高能量密度電池。鋰電池作為電動汽車的“心臟”，一直被視為新能源汽車行業(yè)的命脈所在。

　　與此同時，伴隨著國家政策對于新能源汽車產(chǎn)業(yè)扶持力度的加大，以及人們環(huán)保意識的增強，全球新能源汽車市場進入快速發(fā)展通道。期間，幾乎所有主要車企都已制定電動化轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。

　　相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2018年全年，全球電動車銷量突破200萬輛，市場占比份額達到2.1%，同比增長72%。華爾街研究公司伯恩斯坦表示，未來20年，電動汽車可能占到全球汽車銷量的40%，以及全球汽車保有量的30%。目前，電動汽車中車載電池的成本已經(jīng)占據(jù)三分之一，車載電池市場規(guī)模將隨著電動汽車的發(fā)展進一步擴大，這是一個可以預(yù)見的未來。

　　動力電池領(lǐng)域受全球新能源汽車市場快速發(fā)展帶動，成為近年來拉動全球鋰離子電池市場高速增長的主要因素。

　　高工產(chǎn)業(yè)研究院(GGII)資料顯示，2018年全球鋰離子電池市場產(chǎn)量同比增長21.81%，達188.80GWh，過去5年年復(fù)合增長率達27.12%。GGII分析認(rèn)為，未來5年動力電池仍將是鋰離子電池行業(yè)增長最快的板塊，其增長主要受全球各國及地區(qū)積極開發(fā)、推動新能源汽車帶動。

　　如何從大國邁向強國

　　鋰離子電池產(chǎn)業(yè)自正式誕生以來，分別經(jīng)歷了3個階段，即從日本壟斷，到日韓爭霸，再到現(xiàn)在中日韓三足鼎立。日本、韓國則在技術(shù)研發(fā)和制造工藝等方面具有一定優(yōu)勢；而中國坐擁原料、市場、政策三大優(yōu)勢，一躍成為全球鋰電池行業(yè)的頭部玩家，擁有全球最為完善的鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈，市場規(guī)模最大，在地位上與日韓的老牌鋰電池巨頭平分秋色。

　　數(shù)據(jù)顯示，目前，中國動力電池企業(yè)的產(chǎn)能已占全球總產(chǎn)能的70%以上。2018年，全球動力電池出貨量前10名的企業(yè)中，中國占據(jù)七席。動力電池產(chǎn)業(yè)化的進程全球領(lǐng)先，龍頭企業(yè)的地位已經(jīng)開始顯現(xiàn)。

　　“比亞迪、寧德時代等企業(yè)都有著非常強勁的動力，技術(shù)層面上也很樂觀。”剛剛獲得諾貝爾化學(xué)獎的日本科學(xué)家吉野彰曾在一次公開的技術(shù)交流大會上如此評價中國兩家頭部電池企業(yè)。

　　我國動力電池技術(shù)水平已經(jīng)快速提升，部分指標(biāo)已經(jīng)達到國際先進水平，主要表現(xiàn)在動力電池單體能量密度超過了每公斤240Wh，規(guī)?；a(chǎn)使得動力電池的成本也在迅速下降，電池的單體已經(jīng)從2012年的5元/Wh降到了目前的1元/Wh左右。

　　然而在最基礎(chǔ)和最核心層面，中國并不具備技術(shù)優(yōu)勢，甚至離日韓電池產(chǎn)業(yè)依然存在相當(dāng)?shù)募夹g(shù)差距。在很多業(yè)內(nèi)人士看來，中國動力電池與日韓的差距除了技術(shù)水平和制造工藝，更大的差距主要體現(xiàn)在研發(fā)和管理端，比如在研發(fā)的重大技術(shù)突破方面，在電池制造的合格率方面。

　　吉野彰也表示，雖然中國和韓國正在崛起，但日本用于鋰離子電池的隔離層、正極和負極等業(yè)務(wù)仍表現(xiàn)強勁，最關(guān)鍵在于控制核心技術(shù)就好，雖然能控制下游最理想。

　　中國電動汽車百人會理事長陳清泰曾認(rèn)為，不斷提高自身競爭地位最重要的是掌握核心技術(shù)，而且有能力不斷創(chuàng)造核心技術(shù)，“關(guān)鍵的是要凝聚優(yōu)秀人才，保持足夠的研發(fā)投入。電池企業(yè)還要在國家支持下與高等院校、研究機構(gòu)合作，開展動力電池的基礎(chǔ)研究。”

　　除了技術(shù)差距，我國動力電池市場也出現(xiàn)供應(yīng)緊張和產(chǎn)能過剩并存現(xiàn)象。數(shù)據(jù)顯示，2017年中國動力電池產(chǎn)能已經(jīng)超過了200GWh,但總體產(chǎn)能利用率卻只有40%。究其原因，市場兩極分化明顯，高端優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品供不應(yīng)求，低端產(chǎn)能銷售困難，呈現(xiàn)出結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過剩。

　　隨著電池技術(shù)的不斷提高，車載鋰電池的競爭將日益激烈。未來,動力電池能量密度的提升和成本的下降,將成為市場競爭的焦點，也將是整個新能源汽車行業(yè)競爭的關(guān)鍵。伴隨市場競爭加劇，一些低門檻、技術(shù)落后的動力電池企業(yè)逐漸被淘汰出局，行業(yè)洗牌加速。

　　值得一提的是，鋰電池之后，固態(tài)電池的風(fēng)潮無疑將開啟下一個電池時代。日本新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)已經(jīng)宣布，該國部分汽車、電池企業(yè)及學(xué)術(shù)機構(gòu)將聯(lián)合研發(fā)，力爭到2022年全面掌握固態(tài)電池的相關(guān)技術(shù)；德國大眾集團近期也宣布投資1億美元用于固態(tài)電池的開發(fā)和量產(chǎn)。

　　業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，中國企業(yè)進入固態(tài)鋰電池領(lǐng)域較晚，且主要以科研機構(gòu)或院校為支撐，產(chǎn)業(yè)化進程較慢。從全球來看，歐美企業(yè)雖然在本輪競爭中失去了位置，但正在為下一階段的競爭布局，是潛在的強大競爭者。

　　那么，在鋰電池之后的新一輪電池技術(shù)爭奪戰(zhàn)中，中國又做好準(zhǔn)備了嗎？

　　轉(zhuǎn)自：中國有色金屬報

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