中國動(dòng)力電池新時(shí)刻

陳亮 文龍鑫 施智梁

6月11日，寧德時(shí)代新能源科技有限公司（300750.SZ，下稱“CATL”）上市，使得中國動(dòng)力電池行業(yè)再度成為焦點(diǎn)。

就在此前高工鋰電研究所公布的2017全球動(dòng)力電池企業(yè)銷量排行榜中，排在前十名的中國企業(yè)有七家，其中CATL的銷量達(dá)12GWh，居世界第一位。漂亮數(shù)據(jù)背后，中國動(dòng)力電池的核心技術(shù)不強(qiáng)、制造能力不足、企業(yè)間未形成競爭合力等問題也值得關(guān)注。

動(dòng)力電池企業(yè)還面臨著多重挑戰(zhàn)：國內(nèi)電池企業(yè)眾多，日韓企業(yè)強(qiáng)鄰環(huán)伺，市場競爭激烈；上游原材料價(jià)格一路暴漲，企業(yè)成本提高；政府將逐步取消新能源汽車補(bǔ)貼從而給企業(yè)帶來更多壓力。

新的技術(shù)正在如火如荼地研發(fā)中，世界動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)達(dá)國家正在投入大量物力、人力研發(fā)面向未來的固態(tài)鋰電池和燃料電池技術(shù)，搶占技術(shù)制高點(diǎn)。那么中國動(dòng)力電池企業(yè)能否實(shí)現(xiàn)彎道超車，搶占技術(shù)制高點(diǎn)？固態(tài)鋰電池何時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化？

中國工程院院士、鋰電專家陳立泉接受《財(cái)經(jīng)》記者專訪時(shí)表示，我國動(dòng)力電池能否保持目前的發(fā)展態(tài)勢到了一個(gè)關(guān)鍵時(shí)刻。他提出中國鋰電池企業(yè)要全方位搶占市場，特別要重視國際市場；要布局創(chuàng)新，鋰電企業(yè)自身的技術(shù)力量是有限的，應(yīng)多體系合作，比如和高校、科研院所合作；爭取率先實(shí)現(xiàn)下一代動(dòng)力電池技術(shù)突破。

中國動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)路在何方

《財(cái)經(jīng)》：目前我國鋰離子電池業(yè)發(fā)展?fàn)顩r如何？

陳立泉：目前鋰離子電池企業(yè)業(yè)績發(fā)生較大波動(dòng)。根據(jù)比亞迪公司2018年一季度財(cái)報(bào)，凈利潤同比下滑83.09%。比亞迪表示主要受到政府補(bǔ)貼減少、電動(dòng)大巴車盈利能力和新能源乘用車在內(nèi)的新能源汽車業(yè)務(wù)的整體盈利下滑的影響，對公司整體盈利能力造成較大壓力。

從整個(gè)產(chǎn)業(yè)來看，比亞迪、寧德時(shí)代實(shí)力相對較強(qiáng)，它們重視研發(fā)和技術(shù)隊(duì)伍建設(shè)。比亞迪新能源汽車和鋰電池都生產(chǎn)，形成了相對封閉的產(chǎn)業(yè)鏈。業(yè)績下滑與相對封閉也可能有關(guān)。有跡象顯示現(xiàn)在正逐漸開放。

CATL（寧德時(shí)代）前幾年是比較開放的，與國內(nèi)研究單位和相關(guān)單位合作，利用和調(diào)動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈的積極性，采用國內(nèi)優(yōu)勢企業(yè)的設(shè)備和原材料，公司自身注重電池技術(shù)的研究和開發(fā)，使鋰離子電池的質(zhì)量快速提高，產(chǎn)能也迅速擴(kuò)張，產(chǎn)品的市場占有率雄居世界第一，實(shí)現(xiàn)了由跟跑到并跑的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變。如何能保持目前這種狀態(tài)？如何能實(shí)現(xiàn)從并跑到領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變？這是擺在CATL面前的艱巨任務(wù)。希望他們能一如既往地開放，充分利用國內(nèi)相對完善的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈的優(yōu)勢，加強(qiáng)與研究單位的合作，進(jìn)一步提高鋰電池性能，積極開拓國內(nèi)外市場，保持優(yōu)勢地位。

在市場占有率靠前的公司如國軒高科、沃特瑪、比克和力神等鋰電企業(yè)都有各自的優(yōu)勢和劣勢，但都面臨退補(bǔ)和原材料漲價(jià)的雙重壓力，都急需增強(qiáng)研究力量，提高競爭力。如何渡過難關(guān)是這些鋰電企業(yè)當(dāng)前迫切需要回答的問題。

《財(cái)經(jīng)》：現(xiàn)在我國鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展有什么新的進(jìn)展？發(fā)展過程中的難點(diǎn)在哪里？

陳立泉：現(xiàn)在我國鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展形勢總體是很好的，但存在能量密度低（續(xù)航里程）和安全事故時(shí)有發(fā)生兩大問題。這也是國際同行面臨的共同問題。

目前特斯拉的電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程雖然能達(dá)到六七百公里，但是車載電池量多，成本也就高，最近特斯拉的車撞到護(hù)欄發(fā)生事故，比亞迪也發(fā)生過類似的事故，所以不是哪個(gè)電池絕對安全，而是鋰離子電池的固有問題。

現(xiàn)在的鋰離子電池用的是可燃燒的液體電解質(zhì)，為了提高能量密度，國際上通用的做法是減少非活性物質(zhì)的用量，比如把正負(fù)極之間的隔膜減薄，這容易導(dǎo)致正負(fù)極短路，使電解液燃燒爆炸。前年三星手機(jī)電池爆炸就是因?yàn)殡娐吩O(shè)計(jì)的缺陷，使用過程中溫度升高，由于隔膜太薄，導(dǎo)致多起爆炸事故。

《財(cái)經(jīng)》：現(xiàn)在消費(fèi)者對電動(dòng)汽車的安全問題十分關(guān)切，對電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程有更高的期待，如何解決能量密度低和鋰電池安全這兩個(gè)問題？

陳立泉：國家“十三五”規(guī)劃要求鋰離子電池電芯的能量密度要達(dá)到300Wh/kg-350Wh/kg，為了完成這個(gè)任務(wù)，必須用Si/C材料做負(fù)極（負(fù)極材料納米硅是我國的專利，獲得全世界認(rèn)可），正極是三元材料或富鋰正極材料。

三元材料中的鈷是稀缺元素，最近價(jià)格暴漲，從成本考慮必須開發(fā)高鎳三元材料如811，使得三元材料的比例達(dá)到9∶0.5∶0.5。

使用硅碳負(fù)極和三元材料正極后電芯的能量密度可以達(dá)到目標(biāo)，但安全問題可能更加突出。最近聽說國內(nèi)有的公司已解決了安全問題，是值得慶賀的。

中國鋰電池如何在世界征戰(zhàn)

《財(cái)經(jīng)》：目前中日韓三國鋰電池發(fā)展情況如何？

陳立泉：鋰離子電池是1991年日本SONY公司宣布實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的，是日本一家獨(dú)大。我國和韓國很快奮起直追，形成了韓日中三分天下的局面，我國市場占有率處于第三位，與世界十強(qiáng)企業(yè)無緣。

我在2010年做了一個(gè)報(bào)告《中國鋰電池如何突圍》，其中指出，（中國鋰電池要突圍）在很大程度上取決于對鋰離子電池基礎(chǔ)研究的重視；取決于政府和企業(yè)家資金的投入；取決于正確的國家戰(zhàn)略。

在國家大力發(fā)展電動(dòng)汽車政策推動(dòng)下，發(fā)揚(yáng)“三千越甲可吞吳”的精神，鋰電池實(shí)力迅速上升，產(chǎn)品競爭性大大增強(qiáng)。到2014年中國鋰離子電池市場占有率就超過日本和韓國。今年的數(shù)據(jù)顯示寧德時(shí)代已超過松下，排名世界第一。

《財(cái)經(jīng)》：您提到日本鋰電池企業(yè)率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并且一家獨(dú)大，后來被韓國電池企業(yè)超越。韓國電池企業(yè)是如何快速趕超日本的？

陳立泉：韓國鋰電池發(fā)展較快，第一是剛開始時(shí)，聘請日本的電池工程師周末到韓國幫助其研發(fā)，同時(shí)引進(jìn)設(shè)備，分析改造之后再制造的設(shè)備效率比日本高，日本反過來又進(jìn)口韓國設(shè)備。

第二是政府的大力支持，2007年前后韓國政府連續(xù)出臺了三個(gè)計(jì)劃，加起來有3億多美元支持三星和LG研發(fā)鋰電池。分析中日韓鋰電市場占有率的演變曲線可以發(fā)現(xiàn)，韓國從2007年-2011年市場占有率很快增高并達(dá)到頂點(diǎn)，由于中國的雄起，使之下降。

《財(cái)經(jīng)》：當(dāng)時(shí)韓國追趕日本的時(shí)候是從低端鋰電池做起的嗎？還是直接研發(fā)高端鋰電池？

陳立泉：從鋰電池來講的話，日本企業(yè)一開始是行業(yè)龍頭。ATL（日本控股）實(shí)際上是獲得蘋果訂單后發(fā)家的，剛開始是生產(chǎn)藍(lán)牙里的電池，那時(shí)候賣幾十美元，因?yàn)楫?dāng)時(shí)大家很關(guān)注藍(lán)牙，市場需求大。后來韓國的三星和LG崛起，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的創(chuàng)新，發(fā)展超過日本?，F(xiàn)在三星鋰電池進(jìn)入我國市場，給我們的企業(yè)帶來很大的壓力。

《財(cái)經(jīng)》：日韓電池企業(yè)哪些發(fā)展經(jīng)驗(yàn)是值得我們借鑒的？

陳立泉：在韓國快速發(fā)展時(shí)，日本采取了逆向追趕戰(zhàn)術(shù)，加快研究開發(fā)下一代鋰離子電池的材料，即電極材料“黑匣子”，企圖使韓國人的追趕速度放慢。所以韓國和日本的經(jīng)驗(yàn)都值得我們學(xué)習(xí)。我們既要加強(qiáng)電池材料和體系的創(chuàng)新、不斷提高電池性能，又要在引進(jìn)設(shè)備的基礎(chǔ)上研發(fā)國產(chǎn)的智能化設(shè)備、降低電池生產(chǎn)成本，使國產(chǎn)鋰離子電池在性價(jià)比上優(yōu)于韓日，從而保持優(yōu)勢。

《財(cái)經(jīng)》：韓國企業(yè)市場占有率的衰退是否因?yàn)樗_德事件后中國抵制韓國鋰電池？

陳立泉：韓國市場占有率往下降，有人認(rèn)為是因?yàn)轫n國部署薩德系統(tǒng)，我們抵制使用韓國電池，實(shí)際上不完全是這個(gè)原因。韓國電池企業(yè)下降的趨勢早于薩德系統(tǒng)的部署，完全責(zé)怪中國是不對的，近兩年取消補(bǔ)助韓國企業(yè)，只是加速了下降趨勢而已。

事實(shí)上，韓國企業(yè)在中國發(fā)展占了很大便宜。一是韓國企業(yè)在中國實(shí)際上是獲利豐厚的，前幾年韓國提供技術(shù)與中國企業(yè)合資，還要占股51%。二是我國原材料包括電池的正負(fù)極愿意賣給韓國公司，原因是訂單大，出口有補(bǔ)助，所以韓國公司買的原材料價(jià)格要比國內(nèi)的電芯公司便宜。三是中國鋰電企業(yè)主愿意高價(jià)購買韓國自動(dòng)化設(shè)備，同時(shí)原材料比韓國貴，這樣比較很多方面不如韓國。

《財(cái)經(jīng)》：在新的政策環(huán)境下，中國鋰電企業(yè)如何良性發(fā)展？

陳立泉：前幾年電芯廠家呼吁有政策能對中國電池企業(yè)進(jìn)行保護(hù)，國家出臺了政策比如提供補(bǔ)助以促進(jìn)新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，對鋰電池產(chǎn)業(yè)是有利的。但是去年開始退補(bǔ)，鋰電產(chǎn)業(yè)又到了一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，如何能保持前幾年的發(fā)展態(tài)勢是大家關(guān)心的問題。

中國鋰電池企業(yè)要全方位搶占市場，特別是要重視國際市場；要布局創(chuàng)新，鋰電企業(yè)自身的技術(shù)力量是有限的，應(yīng)多體系合作，比如和高校、科研院所合作；爭取率先實(shí)現(xiàn)下一代鋰離子電池的突破。這樣我們就能讓人家成為跟跑者。分析韓國的鋰離子電池發(fā)展歷程對我們是有幫助的。

《財(cái)經(jīng)》：值得關(guān)注的是中國鋰電企業(yè)大都是獨(dú)立個(gè)體，背后沒有國家或財(cái)團(tuán)支持，那么如何與LG化學(xué)、三星SDI這樣有大財(cái)團(tuán)背景的企業(yè)競爭？

陳立泉：LG、三星名義上不是國家，但實(shí)際上跟政府有千絲萬縷的聯(lián)系。之前因?yàn)樗_德問題可以限制韓國電池企業(yè)進(jìn)入，但如果是跟韓國關(guān)系緩和，難以名正言順限制韓國電池企業(yè)進(jìn)入中國，現(xiàn)在跟它們競爭，政府應(yīng)該扶持我們的優(yōu)勢企業(yè)，比如對這領(lǐng)域的優(yōu)勢企業(yè)進(jìn)行幫助。

一些中國企業(yè)傾向于與外國企業(yè)合作，企業(yè)之間沒有聯(lián)合起來。比如我了解的一家國內(nèi)電池公司欲跟通用公司合資研發(fā)鈉鹽電池，當(dāng)時(shí)該公司征求我們的意見，我們沒有人支持這個(gè)合作項(xiàng)目。但是去年該企業(yè)仍然舉行了簽字儀式。我們的企業(yè)對國內(nèi)的技術(shù)不信任，也沒有建立起完善的孵化器實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新和推廣。

下一代電池誰是王者

《財(cái)經(jīng)》：作為下一代電池的主要突破點(diǎn)，固態(tài)鋰電池技術(shù)進(jìn)展如何？

陳立泉：我們一直在做固態(tài)電池的基礎(chǔ)研究，希望五年內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。考慮現(xiàn)有技術(shù)不能完全拋棄，在此基礎(chǔ)上逐漸轉(zhuǎn)向固態(tài)電池發(fā)展，以降低成本。

現(xiàn)在美國、日本、韓國和歐洲都在研發(fā)固態(tài)電池。比如日本豐田公司目前正在研發(fā)由全固態(tài)電池提供動(dòng)力的電動(dòng)車， 最早將于2022年開售此款新車。寶馬等車企也正研發(fā)全固態(tài)電池，希望未來十年能夠量產(chǎn)。如果我們五年內(nèi)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，就有了競爭優(yōu)勢。

《財(cái)經(jīng)》：那么您覺得五年之內(nèi)，固態(tài)鋰電池能夠?qū)崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化嗎？

陳立泉：五年之內(nèi)實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化是前幾年提出的，確切說是2020年（十三五）實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。現(xiàn)在國內(nèi)已經(jīng)成立了幾家固態(tài)鋰電池公司。中科院物理研究所與投資方組建了衛(wèi)藍(lán)新能源公司，今年計(jì)劃實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池裝車演示，這只是第一步。其他方面的應(yīng)用也正在積極開發(fā)。

研發(fā)固態(tài)電池是下一代技術(shù)制高點(diǎn)。比方說現(xiàn)在電池三元材料，韓國人也卡在針刺這一關(guān)，現(xiàn)在國內(nèi)也沒有解決這個(gè)技術(shù)難題。但據(jù)說國內(nèi)有的企業(yè)解決了這個(gè)技術(shù)難題。所以必須取得關(guān)鍵的、前沿的技術(shù)。

《財(cái)經(jīng)》：最近幾年，市場上鋰的價(jià)格暴漲，那么固態(tài)鋰電池如何緩解成本的壓力？

陳立泉：地球上鋰資源是有限的，遠(yuǎn)不能滿足全球電動(dòng)汽車、規(guī)?；瘍δ芎拖M(fèi)電子產(chǎn)品的需求。近年來鋰鹽價(jià)格成倍增長。三元正極材料中的鈷更是稀缺元素，這一兩年價(jià)格暴漲。這給鋰離子電池的成本帶來很大壓力。

固態(tài)電池雖然仍需要用鋰做負(fù)極，但正極的選擇范圍可以更大，可以不必用含鈷等稀缺元素的正極材料。

同時(shí)，我們現(xiàn)在還在研究鈉離子電池，也已成立了產(chǎn)業(yè)化公司。鈉的資源十分豐富，正極材料也不用鈷、鎳等稀缺原料。鈉離子電池可以廣泛用于規(guī)模儲能和低速電動(dòng)汽車。我們希望在鈉離子電池研究、開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面，中國能領(lǐng)跑世界。

《財(cái)經(jīng)》：現(xiàn)在業(yè)界談到鋰硫電池、鋁空氣電池，您認(rèn)為它們具有研發(fā)前景嗎？

陳立泉：鋰硫電池研究可以，但最后市場是否認(rèn)可是另外一個(gè)問題。因?yàn)殇嚵螂姵氐睦碚撃芰棵芏认喈?dāng)高，但硫是絕緣體，做成電極一定要加大量導(dǎo)電添加劑，它體積能量密度就不高。另外是環(huán)境問題。現(xiàn)在北京大學(xué)夏定國教授已研制出一種全新的正極材料，其容量可達(dá)400mAh/g，用這種材料做正極的鋰離子電池的能量密度可能達(dá)到鋰硫電池的水平，甚至更高。

現(xiàn)在的鋁空氣電池是一次性電池，不是可充電電池。是以色列人開發(fā)成功的。前幾年有人在電動(dòng)汽車百人會上介紹鋁空氣電池充一次電續(xù)航1000公里。但是要把它產(chǎn)業(yè)化，真正投入市場使用是有問題的。

問題在哪？它是可重復(fù)使用，而不是重復(fù)充電（是Reusable，不是Rechargeable），鋁消耗后生成氫氧化鋁，再電解生成鋁，重新制成正電極板后，裝在電池上使用。不計(jì)運(yùn)輸和加工成電極的能耗，能量效率最高只達(dá)到20%到30%，而鋰離子電池的庫倫效率高于90%。

現(xiàn)在我們正在研究可充放的鋁離子電池。剛剛開始，前景還很難預(yù)料。

《財(cái)經(jīng)》：中國電動(dòng)汽車百人會新發(fā)布的報(bào)告還提到了鋰空氣電池技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)在的研發(fā)進(jìn)展如何？

陳立泉：如果鋰離子固態(tài)電池難以研發(fā)，鋰空氣電池更難。因?yàn)殇嚳諝怆姵氐呢?fù)極是金屬鋰，正極是空氣，但是空氣含有水分、二氧化碳。所以鋰空氣電池更遠(yuǎn)，因?yàn)殡娊赓|(zhì)肯定是固態(tài)的，不可能是液態(tài)的。