鋰電子的榮耀時刻

文_本刊記者 宋誼青

在硬件、軟件到設(shè)計等一系列跨越式發(fā)展的背景下，電池技術(shù)一直是制約移動設(shè)備、電子產(chǎn)品和新能源汽車發(fā)展的主要因素。如今，電子設(shè)備的發(fā)展越發(fā)呈現(xiàn)出極端化的趨勢：處理器核心越來越多、功率越來越大……于是，電池已成為用戶“吐槽”最多的部件之一。

鋰電池獲諾獎

10月9日下午，諾貝爾化學獎花落鋰電池的喜訊從瑞典向世界各地擴散，全球目光聚焦鋰電池，人們紛紛致敬偉大的科學家。

三位鋰電科學家的獲獎，代表了鋰電池領(lǐng)域突破的信號。

鋰金屬是元素周期表中直徑最小的金屬，在單位體積內(nèi)它的密度可以做到很大，因此當它成為電池中的電極材料時，能夠帶來更高的能量密度。但由于它也是最活潑的金屬，遇到氧氣便會產(chǎn)生強烈的化學反應(yīng)，釋放熱量，甚至爆炸，所以想要駕馭它非常難。

在應(yīng)用領(lǐng)域上，鋰離子電池在消費電子行業(yè)（手機、筆記本電腦等電子數(shù)碼產(chǎn)品）的應(yīng)用最為廣泛，在2017年占比43.5%，交通市場占比41.3%，主要的應(yīng)用就是電動汽車，剩余的市場占比屬于工業(yè)儲能市場。

在全球鋰離子電池生產(chǎn)的區(qū)域分布來看，中國、日本和韓國三國形成了三足鼎立的局面。目前，中日韓三國生產(chǎn)的鋰離子電池占全球產(chǎn)量的95%以上。其中，得益于中國新能源汽車及動力電池市場的快速發(fā)展，中國一躍成為全球鋰電池最大的生產(chǎn)國。

鋰電池是決定當前新能源發(fā)展特別是電動汽車發(fā)展的重要一環(huán)?？梢哉f，它是電動車的“心臟”。而對于電動車來說，核心動力總成是電池系統(tǒng)+驅(qū)動系統(tǒng)+電控組成的大三電系統(tǒng)。特別是動力電池的成本占比最高，超過30%，而且技術(shù)仍在快速迭代。有機構(gòu)預(yù)測，到2025年全球動力電池市場將達到約2500億歐元。

如今，隨著電氣化成為國際間各大廠商早已達成的共識，動力電池技術(shù)的發(fā)展也是越來越快。據(jù)相關(guān)信息顯示，2018年全球鋰離子電池市場產(chǎn)量同比增加了21.81%，達到188.8GWh，過去5年間復(fù)合增長率更是達到了27.12%。

電池有多重要？

事實上，動力電池供應(yīng)已成為車企電動化戰(zhàn)略的“阿克琉斯之踵”。

美國的特斯拉，在2019年上半年的股東大會上曝出，其電動車產(chǎn)能因為動力電池產(chǎn)能不足而受限，CEO馬斯克不滿松下電池產(chǎn)能供應(yīng)。大眾集團旗下奧迪首款面向市場的純電動汽車，也因為動力電池的供應(yīng)問題，被LG化學折磨得死去活來，死死卡住了脖子。

中國的電動車企，在動力電池領(lǐng)域的挑戰(zhàn)則更加嚴峻。可以簡單的概括為：除了比亞迪之外的任何一家電動車企，要想獲得優(yōu)質(zhì)的動力電池供應(yīng)商，需要接受非常嚴苛的付款條件，幾乎沒有任何談判地位可言。

數(shù)據(jù)顯示，2018年全球動力電池出貨量前5家電池企業(yè)的供貨量已經(jīng)攀升至總量的73%，二八效應(yīng)進一步凸顯。

來自中汽協(xié)的最新數(shù)據(jù)顯示，2018年我國動力電池規(guī)劃和在建項目較2017年明顯減少，盲目擴產(chǎn)項目大幅減少。2018年實現(xiàn)配套的動力電池企業(yè)數(shù)量較2016年減少了一半，同時排名前10位的企業(yè)市場占比達到了83%，意味著產(chǎn)業(yè)集中度大幅提升。

國家科技成果轉(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)不知名的企業(yè)會先倒下。到2020年，所有動力電池企業(yè)還能留下20-30家，現(xiàn)階段80%以上的都會被淘汰。有些自然淘汰，有些被資本捧殺。”

“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獎的日本科學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)。

有越來越多的中國動力電池企業(yè)已經(jīng)加入到全球電池供應(yīng)鏈中。今年2月，寧德時代宣布與本田合作共同開發(fā)面向純電動汽車等的鋰離子電池，并將以截至2027年的長期合約向本田供應(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。幾乎在同一時期，億緯鋰能也取得了戴姆勒的長期供貨合同……

未來，新能源汽車市場將會形成良幣驅(qū)逐劣幣的局面，也由此倒逼新能源制造企業(yè)推動技術(shù)升級。另一方面，全球汽車市場布局重心正在向亞洲地區(qū)，尤其是國內(nèi)市場進行轉(zhuǎn)移，像LG化學、松下和HK等日韓電池制造企業(yè)也將目標投向了中國，而鋰電池技術(shù)作為新能源汽車的核心部分，國內(nèi)新能源動力電池企業(yè)明顯已經(jīng)成為這場變革中承壓的另一方。

回收鋰電池是一個挑戰(zhàn)

電池技術(shù)是一個復(fù)雜又艱難的交叉學科領(lǐng)域。鋰離子電池的廣泛使用也提出了另一個挑戰(zhàn)，如何回收廢棄的鋰離子電池。如果處理不當，其反而會污染環(huán)境。

鋰離子電池具有化學和電氣雙重風險，目前被歸類為第9類危險品。

目前廢棄鋰離子電池通常來自手機、筆記本電腦和其他電子產(chǎn)品，而且常與其他類型的電池混雜在一起。此外，市場上的鋰離子電池至少存在14種不同類型的陰極材料，對回收、儲存和運輸都提出了重大挑戰(zhàn)，需要更為安全的技術(shù)和操作。

只有解決了鋰離子電池在回收方面的可擴展性、低成本、安全性和環(huán)境可持續(xù)性，才可能從碳基經(jīng)濟向可持續(xù)能源轉(zhuǎn)型，并減少化石燃料的使用和大量減少溫室氣體排放。

另一方面，目前的鋰離子電池所裝備的電動汽車，還無法與燒化石燃料的傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車競爭，尤其是價格。因此，還需要在鋰離子電池的基礎(chǔ)上研發(fā)出超級電池，或許這也是2019年諾貝爾化學獎對鋰離子電池研究的一種驅(qū)動吧。