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，瑞典皇家科學院宣布，將2019年諾貝爾化學獎授予美國科學家約翰·古迪納夫（John Goodenough）、斯坦利·惠廷厄姆（Stanley Whittingham），以及日本科學家吉野彰，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；并且在反復充放電的過程中，電池容量衰減極快，并不適用于商業(yè)應用。

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

　　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。1991年日本索尼公司首次將鋰電池這個研發(fā)了20多年的產品推向市場。

　　到目前鋰電池產業(yè)的應用，最有話語權的當屬中國，無論是從體量、消費市場、產業(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、日本的三位科學家，在喜悅和祝福中，無不刺痛著中國鋰電池領域的神經。

　　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，已經徹底改變了人類的生活，被廣泛應用于從手機到筆記本電腦和電動汽車等各個領域，并可以儲存來自太陽能和風能的大量能量，從而使無化石燃料社會成為可能，同時，鋰電池的發(fā)明和產業(yè)化，也直接加速了全人類信息技術和新能源技術的發(fā)展進程。

　　目前，從主要應用來看，鋰電池集中在兩大領域：一是移動式產品，如手機、電腦，約占鋰電池使用量的2/3左右，第二大領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、成本等問題而被歷史淘汰。

　　當下，電動汽車之所以興起，主要是因為鋰電池技術日趨成熟以及商業(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型戰(zhàn)略。

　　相關數(shù)據顯示，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占據三分之一，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，這是一個可以預見的未來。

　　動力電池領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。

　　高工產業(yè)研究院(GGII)資料顯示，2018年全球鋰離子電池市場產量同比增長21.81%，達188.80GWh，過去5年年復合增長率達27.12%。GGII分析認為，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

　　鋰離子電池產業(yè)自正式誕生以來，分別經歷了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)據顯示，目前，中國動力電池企業(yè)的產能已占全球總產能的70%以上。2018年，全球動力電池出貨量前10名的企業(yè)中，中國占據七席。動力電池產業(yè)化的進程全球領先，龍頭企業(yè)的地位已經開始顯現(xiàn)。

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

　　我國動力電池技術水平已經快速提升，部分指標已經達到國際先進水平，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使得動力電池的成本也在迅速下降，電池的單體已經從2012年的5元/Wh降到了目前的1元/Wh左右。

　　然而在最基礎和最核心層面，中國并不具備技術優(yōu)勢，甚至離日韓電池產業(yè)依然存在相當?shù)募夹g差距。在很多業(yè)內人士看來，中國動力電池與日韓的差距除了技術水平和制造工藝，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)務仍表現(xiàn)強勁，最關鍵在于控制核心技術就好，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為，不斷提高自身競爭地位最重要的是掌握核心技術，而且有能力不斷創(chuàng)造核心技術，“關鍵的是要凝聚優(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、研究機構合作，開展動力電池的基礎研究。”

　　除了技術差距，我國動力電池市場也出現(xiàn)供應緊張和產能過剩并存現(xiàn)象。數(shù)據顯示，2017年中國動力電池產能已經超過了200GWh,但總體產能利用率卻只有40%。究其原因，市場兩極分化明顯，高端優(yōu)質產品供不應求，低端產能銷售困難，呈現(xiàn)出結構性產能過剩。

　　隨著電池技術的不斷提高，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)競爭的關鍵。伴隨市場競爭加劇，一些低門檻、技術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)電池的風潮無疑將開啟下一個電池時代。日本新能源產業(yè)技術綜合開發(fā)機構已經宣布，該國部分汽車、電池企業(yè)及學術機構將聯(lián)合研發(fā)，力爭到2022年全面掌握固態(tài)電池的相關技術；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。

　　業(yè)內人士認為，中國企業(yè)進入固態(tài)鋰電池領域較晚，且主要以科研機構或院校為支撐，產業(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爭奪戰(zhàn)中，中國又做好準備了嗎？

　　轉自：中國有色金屬報

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