鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：391次 | 2023年09月07日
諾貝爾獎(jiǎng)背后的鋰離子電池競(jìng)爭(zhēng)
鋰離子電池終獲諾獎(jiǎng)。
十月九日下午，瑞典皇家科學(xué)院宣布將2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予約翰?b?古迪納夫（Johnb.Goodenough）、M?斯坦利?威廷漢（M.StanleyWhittingham）和吉野彰（AkiraYoshino），以表彰他們?cè)阡囯x子電池范疇的貢獻(xiàn)。
上世紀(jì)90年代，鋰離子電池被成功運(yùn)用到手機(jī)中，它正式走進(jìn)人們的生活。如今，它更是大施拳腳，作為電動(dòng)汽車的“心臟”，重新“含義”汽車。
月兒彎彎照九州，幾家歡喜幾家愁。
諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)花落鋰離子電池的喜訊從瑞典向世界各地?cái)U(kuò)散，全球目光聚焦鋰離子電池，人們紛紛致敬高尚的科學(xué)家。而在瑞典往南一點(diǎn)，有群歐洲人正心事重重。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
俗話說，菜無心可活，人無心必死。
當(dāng)汽車“話事人”遭遇缺芯難題時(shí)，命運(yùn)又將何去何從呢？
關(guān)于歐洲的車企巨頭們來說，Northvolt的誕生，便是他們邁出的關(guān)鍵一步。
有關(guān)Northvolt這家公司的前世今生，諸君可能不甚熟悉。但說到這家公司創(chuàng)始人的前東家——特斯拉，想必都如雷貫耳吧。
作為歐洲推舉出與CATL、松下、比亞迪和LG化學(xué)等亞洲勢(shì)力一較高下的最強(qiáng)種子選手，Northvolt這家瑞典電池公司可謂含著金鑰匙出生——年紀(jì)雖小，但背景卻著實(shí)驚人。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱電壓：28.8V
標(biāo)稱容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無人設(shè)備
依托Northvolt這個(gè)平臺(tái)，大眾、標(biāo)致及寶馬等一班平日里打得不可開交的歐州傳統(tǒng)造車“話事人”，悉數(shù)登場(chǎng)參與合作。
甚至，他們還愉快地達(dá)成協(xié)議：將共同組建歐洲電池聯(lián)盟，在德國(guó)大興電池廠。
明星效應(yīng)下，成就自是斐然。截至目前，該公司到2030年底的訂單總價(jià)值已經(jīng)超過130億美元。
而作為Northvolt背后的投資人之一——大眾扶植這家動(dòng)力鋰電池新星的目的，早可謂“司馬昭之心路人皆知”。
在大幅度提升集團(tuán)的電動(dòng)化攻勢(shì)（將來十年推出70款新電動(dòng)汽車、電動(dòng)汽車產(chǎn)量達(dá)到2200萬輛）后，大眾集團(tuán)投資電池初創(chuàng)公司、成立動(dòng)力鋰電池研發(fā)加工部門逐一而至。
近日，有知情人士更是透露，大眾集團(tuán)為了在我國(guó)汽車市場(chǎng)獲得關(guān)鍵技術(shù)，正在探索對(duì)我國(guó)零部件供應(yīng)商進(jìn)行潛在投資。目前正在考慮的選項(xiàng)包括收購(gòu)我國(guó)供應(yīng)商的股份或者和我國(guó)供應(yīng)商一起建立合資公司。
一、事實(shí)上，動(dòng)力鋰電池供應(yīng)已成為車企電動(dòng)化戰(zhàn)略的“阿克琉斯之踵”。
美國(guó)的特斯拉，在2019年上半年的股東大會(huì)上曝出，其電動(dòng)汽車產(chǎn)量因?yàn)閯?dòng)力鋰電池產(chǎn)量不足而受限，CE0馬斯克不滿松下電池產(chǎn)量供應(yīng)。
我國(guó)的電動(dòng)汽車企，在動(dòng)力鋰電池范疇的挑戰(zhàn)則更加嚴(yán)峻?？梢院?jiǎn)單的概括為：除了比亞迪之外的任何一家電動(dòng)汽車企，要想獲得優(yōu)質(zhì)的動(dòng)力鋰電池供應(yīng)商，要接受非常嚴(yán)苛的付款條件，幾乎沒有任何談判地位可言。
大眾集團(tuán)旗下奧迪首款面向市場(chǎng)的純電動(dòng)汽車，也因?yàn)閯?dòng)力鋰電池的供應(yīng)問題，被LG化學(xué)折磨得死去活來，死死卡住了脖子。
2018年九月，奧迪在硅谷腹地舊金山，公布了e-tron并開始接受預(yù)定。
然而，兩個(gè)月后，奧迪大量加工出來的e-tron仍只能?？吭诖蟊娢挥诓剪斎麪柕膫}庫中，原由是LG化學(xué)在波蘭Wroclaw新廠產(chǎn)出的動(dòng)力鋰電池還達(dá)不到上車所需的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。
那么，怎么提高電池質(zhì)量呢？
LG化學(xué)想了想，嘴里蹦出兩個(gè)字：加錢！
據(jù)《布魯塞爾時(shí)報(bào)》報(bào)道，e-tron先是遭到了LG化學(xué)的一輪10%的漲價(jià)需求。而后，在此基礎(chǔ)之上，LG化學(xué)還在謀求進(jìn)一步漲價(jià)。
因?yàn)閯?dòng)力鋰電池供應(yīng)不足，奧迪e-tron在挪威提車的等待時(shí)間已經(jīng)從2個(gè)月飆升到了6個(gè)月。
與此同時(shí)，因?yàn)閯?dòng)力鋰電池的問題，奧迪原計(jì)劃在2019年加工5.5萬輛e-tron也宣布告吹，現(xiàn)已實(shí)際地將加工目標(biāo)下調(diào)為4.5萬輛。
習(xí)慣呼風(fēng)喚雨的車企巨頭們，在動(dòng)力鋰電池供應(yīng)商面前，怎會(huì)如此卑躬屈膝？
一切根源只因——優(yōu)質(zhì)動(dòng)力鋰電池的缺貨正在全球范圍內(nèi)愈演愈烈。
原來，LG化學(xué)在波蘭的動(dòng)力鋰電池制造廠產(chǎn)量?jī)H有區(qū)區(qū)4GWh，而這已是歐洲范圍內(nèi)唯二的動(dòng)力鋰電池制造廠（另外一家是已經(jīng)被我國(guó)能源公司遠(yuǎn)景收購(gòu)了的AESC，其在英國(guó)的廠產(chǎn)量惟有2GWh，且專供日產(chǎn)聆風(fēng)和雷諾Zoe）。
為了緩解電池緊缺，大眾亦“陽謀不斷”。
據(jù)electrek報(bào)道，大眾汽有意與SK創(chuàng)新達(dá)成合作，聯(lián)合在美國(guó)建設(shè)了一家電池廠。
而聽到消息的LG頓感遭遇背叛，一度威脅將切斷大眾的電池供應(yīng)。
屋漏偏逢連夜雨。
就在大眾欲改變其電池采購(gòu)計(jì)劃時(shí)，消息人士就指出，大眾的另外一個(gè)動(dòng)力鋰電池供應(yīng)商——三星SDI仿佛選擇與其韓國(guó)同胞站到同一戰(zhàn)線，密謀大幅縮減對(duì)大眾的電池供應(yīng)。
二、被車企們這般重視的動(dòng)力鋰電池有多緊要呢？
可以說，動(dòng)力鋰電池是電動(dòng)汽車的“心臟”。
以傳統(tǒng)汽車而言，發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟。國(guó)內(nèi)外整車廠都有自己的發(fā)動(dòng)機(jī)，通過掌握發(fā)動(dòng)機(jī)等核心零部件技術(shù)和加工工藝，從而保證品牌的核心競(jìng)爭(zhēng)力和利潤(rùn)。
而關(guān)于電動(dòng)汽車來說，核心動(dòng)力總成是電池系統(tǒng)+驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)+電控組成的大三電系統(tǒng)。特別是動(dòng)力鋰電池的成本占比最高，超過30%，而且技術(shù)仍在快速迭代。
2018年底國(guó)際分解機(jī)構(gòu)瑞士聯(lián)合銀行（UbS）供應(yīng)報(bào)告顯示，目前電池占電動(dòng)汽車總成本的25-40%，這使它成為迄今為止最昂貴的部件。
有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2025年全球動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)將達(dá)到約2500億歐元。
動(dòng)力鋰電池上升潛力巨大，且事關(guān)行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定等話語權(quán)權(quán)。然而，此前在要不要自行投資建廠加工電芯的問題上，車企們態(tài)度較為保守。
戴姆勒曾與贏創(chuàng)工業(yè)（EvonikIndustriesAG）聯(lián)手成立Li-Tec公司，于2010年在卡門茨興建鋰離子電芯制造廠。
投產(chǎn)后不久，就于2014年十一月宣布電芯加工將在2015年末全面停止，而Li-Tec成為戴姆勒的全資子公司，大部分員工并入戴姆勒。
蔡澈在之后的采訪中公開表示："按照現(xiàn)有技術(shù)，戴姆勒無法在鋰離子電芯的自行制造上獲得任何經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)點(diǎn)。"
另一德國(guó)汽車巨頭——寶馬則在首屆“NEXTGen將來峰會(huì)”上，由其首席財(cái)務(wù)官NicolasPeter公開表示，沒必要每家車企都自己加工電池。
寶馬的理由也簡(jiǎn)單，一來電池研發(fā)加工要投入大量資金，本來電動(dòng)汽車就很難盈利了，再在這上面砸錢沒必要。
二來一旦有了這個(gè)念頭，短時(shí)間內(nèi)又實(shí)現(xiàn)不了自給自足，卻會(huì)讓供應(yīng)商心里不爽，到時(shí)候影響了目前的供應(yīng)鏈，得不償失。
寶馬的話不無道理，去年日產(chǎn)出售了旗下的電池業(yè)務(wù)，也是因?yàn)槎嗄陙硗度刖薮蟮遣毁嶅X，還牽扯精力，不如舍棄掉它，專心研發(fā)電動(dòng)汽車其他技術(shù)。
“造不如買。”巨頭們無奈地給出了最符合實(shí)際的答案。
三、當(dāng)然，這或許也是最優(yōu)選擇。
因?yàn)?，事?shí)證明動(dòng)力鋰電池并不好造。
2019年四月二十二日，上海徐匯區(qū)裕德路泰德花苑小區(qū)一輛特斯拉汽車在地下車庫中猛然自燃，并且引燃了旁邊多輛豪車，損失慘重。四月二十二日下午，西安一輛蔚來ES8在授權(quán)服務(wù)中心維修時(shí)車輛起火。四月二十三日，杭州一輛榮威ei6在路上發(fā)生起火燃燒。六月二十七日，蔚來公開表示，由于部分車輛存在電池?zé)崾Э睾推鸹痣[患，將召回4803輛ES8電動(dòng)汽車，為它們免費(fèi)更換改進(jìn)后的動(dòng)力鋰電池組，以消除安全隱患。
海恩法則說：每一起嚴(yán)重事故的背后，必然有29次輕微事故、300起未遂先兆，及1000起事故隱患。
頻頻發(fā)生的起火意外，為整個(gè)新能源汽車行業(yè)敲響警鐘，亦讓各界將目光投射于動(dòng)力鋰電池的安全性上。
然而，大量豐富的實(shí)車運(yùn)營(yíng)相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，恰好是市場(chǎng)上諸多動(dòng)力鋰電池公司的短板。
在電動(dòng)汽車迅速上升的大環(huán)境下，電動(dòng)汽車安全事故發(fā)生的背后暴露的是當(dāng)前電池公司和主機(jī)廠都在追求更高的能量密度以獲得更多的補(bǔ)貼，卻忽視了動(dòng)力鋰電池最根本的安全屬性的問題，而近期頻繁的事故出現(xiàn)，理應(yīng)為國(guó)內(nèi)追求高速發(fā)展的電動(dòng)汽車行業(yè)敲響警鐘。
動(dòng)力鋰電池對(duì)一個(gè)對(duì)研發(fā)、制造、質(zhì)量控制等各個(gè)環(huán)節(jié)的體系能力要求極高的產(chǎn)業(yè)。從研發(fā)到樣品到最終的SOP，是要跨過千山萬水的，哪怕是能夠投入到最終的量產(chǎn)，對(duì)制造能力的要求也非常高。
動(dòng)力鋰電池的制造，大多是在微米級(jí)的材料上進(jìn)行操作。無論是漿料的攪拌，還是涂抹、壓實(shí)，以及后面的剪切，對(duì)工藝能力要求極高，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的不一致性，都將影響動(dòng)力鋰電池的性能，或者是良率。
動(dòng)力鋰電池的測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)異常嚴(yán)苛。以電池圈20多年的“老司機(jī)”——比亞迪的標(biāo)準(zhǔn)為例，下面這組數(shù)據(jù)或許可以帶來更形象的感知：
1.溫度沖擊探測(cè)，以模擬動(dòng)力鋰電池在運(yùn)輸或儲(chǔ)存過程中，反復(fù)暴露在低溫柔高溫環(huán)境下的安全性能。
在這個(gè)環(huán)節(jié)，電池要經(jīng)歷“冰火兩重天”極端溫度迅速變化的考驗(yàn)：電池組在-40℃——85℃的極限溫度環(huán)境中，30min內(nèi)實(shí)現(xiàn)兩種極端溫度的轉(zhuǎn)變，且要在每個(gè)極端環(huán)境中保持至少8h，循環(huán)多次。
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后電池組無泄漏、著火等現(xiàn)象，且絕緣電阻≥5000Ω/V才算是通過探測(cè)，這遠(yuǎn)高于國(guó)標(biāo)要求的100Ω/V。
2.擠壓探測(cè)，驗(yàn)證要求擠壓力能達(dá)到100KN，這相當(dāng)于一頭大象重量的擠壓，亦或是相當(dāng)于一輛滿載乘客和行李的12米大巴撞擊時(shí)的擠壓。
工程師們?yōu)槊恳粋€(gè)電池組采用了神奇的防撞設(shè)計(jì)，高強(qiáng)度鋁合金托盤及蜂窩結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)邊框保證電池組碰撞和擠壓時(shí)不受破壞，實(shí)驗(yàn)結(jié)束后的電池組無著火、爆炸等現(xiàn)象才算是考試合格。
四、對(duì)安全的極度敏感和行業(yè)不確定性的新增，正在讓電池行業(yè)經(jīng)歷慘烈的洗牌。
數(shù)據(jù)顯示，2018年全球動(dòng)力鋰電池出貨量前5家電池公司的供貨量已經(jīng)攀升至總量的73%，二八效應(yīng)進(jìn)一步凸顯
二八效應(yīng)下，動(dòng)力鋰電池行業(yè)面對(duì)洗牌。
來自中汽協(xié)的最新數(shù)據(jù)顯示，2018年我國(guó)動(dòng)力鋰電池規(guī)劃和在建項(xiàng)目較2017年分明減少，盲目擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目大幅減少。
2018年實(shí)現(xiàn)配套的動(dòng)力鋰電池公司數(shù)量較2016年減少了一半，同時(shí)排名前10位的公司市場(chǎng)占比達(dá)到了83%，意味著產(chǎn)業(yè)聚集度大幅提升。
國(guó)家科技成果轉(zhuǎn)化基金新能源汽車創(chuàng)業(yè)投資子基金合伙人兼總裁方建華表示，“行業(yè)洗牌已經(jīng)開始了，多數(shù)不知名的公司會(huì)先。到2020年，所有動(dòng)力鋰電池公司還能留下20-30家，現(xiàn)階段80%以上的都會(huì)被淘汰。有些自然淘汰，有些被資本捧殺?！?/p>
另外，高企的投入正篩去無數(shù)欲入局者。
動(dòng)力鋰電池作為技術(shù)密集型和資本密集型產(chǎn)業(yè)，惟有擁有更強(qiáng)大技術(shù)實(shí)力的龍頭公司才有可能在險(xiǎn)峻的市場(chǎng)中脫穎而出。
技術(shù)壁壘廣泛存在于產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)，深淺不一。而電池的高成本一直是電動(dòng)汽車價(jià)格高企的緊要原由。
在此背景下，通過興建電池廠，以規(guī)模效應(yīng)縮減和控制電池成本有著決定性的意義。但快速擴(kuò)張產(chǎn)量的動(dòng)力鋰電池行業(yè)面對(duì)著巨大挑戰(zhàn)：
高昂的產(chǎn)量擴(kuò)充成本為動(dòng)力鋰電池公司設(shè)置了極高的資金門檻，動(dòng)輒數(shù)十億的動(dòng)力鋰電池廠，無形中已篩去無數(shù)欲入局者。
依據(jù)普華永道汽車范疇咨詢師估計(jì)，為了建造一個(gè)年產(chǎn)量為8千兆瓦時(shí)的電池廠，預(yù)計(jì)將要投資8億到10億歐元。
而僅依據(jù)大眾集團(tuán)2025年的電動(dòng)汽車計(jì)劃交付量計(jì)算，所需的電池容量為一年150千兆瓦時(shí)，這意味著在歐盟境內(nèi)要近20座8千兆瓦時(shí)規(guī)模的電池廠。
關(guān)于任何一家整車廠或零部件廠而言，這都是一筆巨大投入。
在此背景下，去年二月，全球最大的汽車零部件巨頭博世宣布放棄自制動(dòng)力鋰電池的嘗試，退出這個(gè)主機(jī)廠正在瘋狂涌入的“超級(jí)賽道”。
博世給出的“退出”理由是，風(fēng)險(xiǎn)和效益不成正比，全球動(dòng)力鋰電池市場(chǎng)已被東亞新能源勢(shì)力所壟斷。
五
以我國(guó)為例，數(shù)據(jù)顯示，目前，我國(guó)動(dòng)力鋰電池公司的產(chǎn)量已占全球總產(chǎn)量的70%以上。2018年，全球動(dòng)力鋰電池出貨量前10名的公司中，我國(guó)占據(jù)七席。
“比亞迪、寧德時(shí)代等公司都有著非常強(qiáng)勁的動(dòng)力，技術(shù)層面上也很樂觀。”剛剛獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的日本科學(xué)家吉野彰曾在一次公開的技術(shù)交流大會(huì)上如此評(píng)價(jià)我國(guó)兩家頭部電池公司。
有越來越多的我國(guó)動(dòng)力鋰電池公司已經(jīng)加入到全球電池供應(yīng)鏈中。
今年二月，寧德時(shí)代宣布與本田合作共同開發(fā)面向純電動(dòng)汽車等的鋰離子電池，并將以截至2027年的長(zhǎng)期合約向本田供應(yīng)56GWh的電池。
2018年底，孚能科技與戴姆勒簽訂供貨協(xié)議，供貨期限為2021-2027年。幾乎在同一時(shí)期，億緯鋰能也取得了戴姆勒的長(zhǎng)期供貨合同……
最新的重大合作案例則發(fā)生在豐田。
2019年六月七日，豐田汽車在東京舉辦公布會(huì)，執(zhí)行副社長(zhǎng)寺師茂樹承認(rèn)，現(xiàn)階段純電動(dòng)汽車迅猛上升的速度，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了豐田在2017年的預(yù)測(cè)。
在那一天他宣布，豐田的新能源戰(zhàn)略將全面提速。依據(jù)豐田目前的規(guī)劃，到2025年銷售約550萬輛電動(dòng)汽車，這比豐田在2017年十二月之前定下到2030年完成550萬輛電動(dòng)汽車的目標(biāo)提前了整整5年。
這次，豐田拉上了比亞迪。
七月十九日，比亞迪與豐田汽車同時(shí)對(duì)外宣布：雙方已達(dá)成合作協(xié)議，將在新能源汽車范疇進(jìn)行合作。
雙方合作的內(nèi)容重要有兩點(diǎn)：一方面，雙方將聯(lián)合開發(fā)純電動(dòng)汽車，產(chǎn)品包括轎車與低底盤SUV，計(jì)劃于2025年前在我國(guó)市場(chǎng)投放；
另一方面，雙方將為上述產(chǎn)品共同開發(fā)所需的動(dòng)力鋰電池。
在雙方聯(lián)合表明中，豐田比較亞迪的溢美之詞撲面而來：
在2008年，比亞迪是世界上第一家開始銷售量產(chǎn)版的插電式混合動(dòng)力車型的公司；從2015年開始，把純電和插混加在一起，比亞迪是持續(xù)四年的全球電動(dòng)汽車銷量冠軍；比亞迪能夠在公司內(nèi)部研發(fā)和加工電動(dòng)汽車的大部分核心零部件，包括動(dòng)力鋰電池，電機(jī)和功率電子……
一個(gè)日本車企選擇一個(gè)我國(guó)車企的零部件，這在傳統(tǒng)汽燃油車時(shí)代，恐怕是不敢想象的。
有別于與國(guó)內(nèi)汽車廠商此前“市場(chǎng)換技術(shù)”的合作模式，豐田本次拿出的是“技術(shù)對(duì)等”的整車開發(fā)合作方法（與比亞迪共同開發(fā)純電動(dòng)汽車和動(dòng)力鋰電池），這種禮遇關(guān)于我國(guó)車企來說也極為罕見……
而這一切，來之不易。
1999年，一隊(duì)歐洲汽車工程師代表團(tuán)赴我國(guó)考察。
代表團(tuán)的團(tuán)長(zhǎng)來自國(guó)際著名豪華車品牌——奧迪。他在具體了解我國(guó)汽車發(fā)展的現(xiàn)狀后，給國(guó)務(wù)院寫了一份信，痛陳我國(guó)汽車時(shí)弊：
“我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)不能再走老路了，引進(jìn)——落后——再引進(jìn)——再落后，我國(guó)要有自己的核心技術(shù)。否則，一旦市場(chǎng)形成了，我國(guó)汽車就淘汰了，民族工業(yè)就沒了。”
在他向我國(guó)政府的信中，他還專門提議道，“我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)要跨過式發(fā)展，新能源汽車是個(gè)切入口，傳統(tǒng)能源汽車技術(shù)我國(guó)落后國(guó)際先進(jìn)水平20多年，但新能源技術(shù)我們的差距沒有那么大；況且這樣一來，以后有能源危機(jī)了，我國(guó)也不怕?！?/p>
這位奧迪工程師，名叫萬鋼。不久后，他將成為科技部部長(zhǎng)，并親自引領(lǐng)一場(chǎng)席卷全球汽車工業(yè)發(fā)展的新能源浪潮。
三位鋰電科學(xué)家的獲獎(jiǎng)，代表了鋰離子電池范疇沖破的信號(hào)。
關(guān)于任何國(guó)家而言，能源都是永恒的問題。一旦能源的問題得到處理，在物質(zhì)不是特別匱乏的情況下，一切來自于加工資料和加工關(guān)系之間的矛盾都將得到處理。而由此帶來的社會(huì)變革，將是極其恐怖的，甚至將超越前兩次工業(yè)革命對(duì)人類社會(huì)影響的總和。
接下來，全球必然在鋰離子電池范疇加大投入，試圖掌控由鋰離子電池沖破帶來的動(dòng)力革命。
鋰離子電池，這塊獨(dú)具魅力的“能量魔方”，將來還會(huì)萌生怎么樣的魅力？
