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    【圖】1噸要交2500美元專利費,這30年,中國動力電池如何實現后發制人?未來的戰場又在何方?

    更新時間:2022/8/17 8:24    出處:前瞻網
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    1噸要交2500美元專利費,這30年,中國動力電池如何實現后發制人?未來的戰場又在何方?

    三十年河東,三十年河西。

    誰能想到,30年前電池行業還是美國、日韓、歐洲三足鼎立的局面;而30年后的今天,市場占有率排名前十的電動汽車動力電池企業總部都在亞洲國家,中國寧德時代、韓國LG和日本松下分庭抗禮,占據了動力電池制造市場近70%的份額。

    據韓國市場調研機構SNE Research最新數據顯示,今年前5個月,全球電動汽車動力電池裝車總量達157.4 GWh,同比增加 77.3%。

    其中,中國電池制造商是市場增長的領頭羊,寧德時代以33.9% 的市場份額排名第1,電池裝車總量為53.3GWh;比亞迪排名第3,市占率年增210.5%,中國電池真正實現了彎道超車。

    這30年,中國動力電池如何實現后發制人?未來的戰場又在何方?

    01 

    2000年,中國剛剛實現自主研發電池正負極材料,遠遠落后世界平均水準。到2010年,全球動力電池產業依然是歐美擁有核心技術,日韓掌握市場份額的格局。

    但是,隨著當年國務院將新能源汽車確立為七大戰略新興產業之一,中國的動力電池產業迅速乘東風而起。

    作為新能源電車心臟的動力電池,在整車成本中占比40%以上!暗秒姵卣叩锰煜隆,是不少業內人士的判斷。

    2011年,剛剛成立的寧德時代帶著三元鋰電池一舉拿下寶馬大單,中國電池企業開始在全球競技場上嶄露鋒芒。

    三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池,是目前動力電池的兩大技術路線。

    前者的核心優勢是能量密度高,直觀體現在裝車之后,擁有更長的續航里程。而續航里程作為電動汽車前期的核心能力,說是市場競爭的決定性因素也不為過。憑借這一點,三元鋰電池被行業廣泛看好。

    2016年底,政策補貼朝著鼓勵追求高能量密度轉變,極大激勵了國內三元鋰電池的發展。2017年,憑借三元鋰電池業務的火熱,中國寧德時代壓過日本松下,代表中國企業登上全球動力電池裝機量的“王座”。

    不過,隨著裝車量的提高,三元鋰電池犧牲安全性換取高能量密度的弊端日益凸顯,頻發的電動汽車起火事件成為行業不得不面對的難關。

    2020年5月,工信部頒布電動汽車強制標準,“要求電池單體發生熱失控后,電池系統在5分鐘內不起火不爆炸,為乘員預留安全逃生時間”一條成為了行業轉折點。

    在那之后,技術指標更保守,但是更安全的磷酸鐵鋰電池,重新成為行業“心頭好”。寧德時代在這個領域重新發力,比亞迪也在2020年3月推出磷酸鐵鋰“刀片電池”。

    2021年,國內市場上的磷酸鐵鋰電池以52%的裝機占比,超越三元電池,且今年第一季裝機量占比持續上升至58%。預計到2024年,磷酸鐵鋰電池還將在全球動力電池市場裝機量占比超過60%。

    總體來看,目前國內動力電池產業的綜合實力已經十分雄厚。

    據韓國研究機構SNE Research統計,今年上半年裝機量前20的企業,除了松下以及豐田子公司PEVE是日本企業、LG新能源/SK On/三星SDI是韓國企業外,其余15家企業全部來自中國,占了61.88%市場份額。

    對于未來,行業目前正在尋求新的解決方案,能同時突破電池壽命短、充電慢、低溫不耐用三大痛點。

    目前,鈉離子電池是主要的攻關方向。

    相較于鋰,鈉的資源更豐富,提煉也更簡單,并且鈉電與鋰電工藝相通,容易切換復用產線,集流體等輔材成本較低,經濟性上更勝一籌。

    而在安全方面,鈉離子電池內阻大,瞬時發熱量小,熱安全事故風險;可放電到0V,不存在過放問題,安全運輸;工作適溫范圍大。

    在這方面,中國已經處于領先位置。

    寧德時代于去年7月發布第一代鈉離子電池,單體能量密度160Wh/kg雖然還不如現有磷酸鐵鋰電池的水平,但勝在在低溫性能和快充方面,具有明顯的優勢。并且他們聲稱,下一代鈉離子電池能量密度可達到200Wh/kg。

    按照寧德時代的規劃,公司已經開始進行鈉離子電池的產業化布局,計劃于2023年形成基本產業鏈。

    除此以外,在資本加持下,鈉創新能源、中科海鈉、眾鈉能源、星空鈉電、立方新能源等國內企業已經加入鈉離子電池角逐場。

    在未來,石墨烯電池或許會是最終解決方案。

    由浙江大學高分子科學與工程學系團隊開發的鋁—石墨烯電池,在25萬次充放電循環后仍能保持91%的容量,可在1.1秒內快速充滿電,零下40度至120度環境依然可以穩定工作,此外,將該電池放于明火中也不會發生起火爆炸等危險,完美解決了三大痛點。

    但石墨烯電池的制作工藝還不夠成熟,目前僅處于實驗室階段,無法量產,且其造價昂貴,目前只在航天衛星的動力電池上使用,普及推廣在中短期內很難實現。

    02

    中國動力電池能后發制人,中國政府是“定海神針”。

    2009年之前,中國所有動力電池廠商頭上都懸著一把利劍,那就是北美磷酸鐵鋰“三巨頭”魁北克水電、威能科技和A123對核心專利的壟斷。

    2003年,加拿大魁北克水電向中國國家知識產權局申請專利,其專利要求幾乎覆蓋了磷酸鐵鋰電池的所有制造技術。2005年,美國威能科技和A123開始在中國設廠生產磷酸鐵鋰電池,磷酸鐵鋰正式打開中國大門。

    從這時起,國內所有電池企業生產磷酸鐵鋰電池,都要面臨3家企業的“版權警告”,甚至一度被要求生產1噸磷酸鐵鋰支付2500美元專利費。

    對于這種“專利流氓”行徑,2009年,國家知識產權局專利復審委員裁定,上述企業專利無效,讓中國動力電池行業松了口氣。

    同樣的事情也發生在三元鋰電池上。

    事實上,在寧德時代開始和寶馬合作時,三元鋰電池的核心技術大多掌握在美國3M公司、荷蘭優美科、德國巴斯夫等企業,以及獲得專利授權的松下、LG化學、三星SDI等日韓企業手中。

    寧德時代“搶單”,引起了日韓電池廠商的警惕。他們不僅迅速進駐中國市場,并且大打價格戰,將成本2.5元/wh的三元鋰電池以1元/wh的價格出售,意圖以不正當競爭手段扼殺中國電池企業。

    這種手段雖然卑鄙,但很有效。那段時間,國內一度有60%左右的新能源乘用車選擇三星和LG作為供應商,國內電池企業處于岌岌可危的狀態。

    針對這種情況,2015年3月,國家工信部制定并發布了《汽車動力蓄電池行業規范條件》,從企業基本要求、生產條件、技術能力、質量保證能力等7個方面,對汽車動力蓄電池行業給出規范意見,符合這份規范條件的企業名錄,被業內稱為“動力電池白名單”。

    從當年10月到2016年6月,工信部連續發布了4批動力電池企業目錄,共57家企業被納入其中,全是本土動力電池企業。

    這份政策一度遭到質疑,認為這會使中國動力電池企業從此怠惰下去,失去技術創新的動力。

    但結果是,在“白名單”廢止之后,寧德時代與現代摩比斯簽訂協議,授權其使用CTP(高效成組)技術,不僅在產品上,也在技術上反攻韓國市場。

    同時,比亞迪也將刀片電池安裝在自家電動汽車上,在2021年實現了全球電動汽車銷量第1的成就。

    當然,如果只靠政府扶持,是不夠的,我國動力電池企業自己的眼光也很重要。

    在電池上游原材料領域,我國對外高度依賴。根據中汽數據有限公司披露的數據,中國鋰、鈷、鎳的對外依存度均高達79%、97%,92%。

    對此,我國各大電池企業很早就防患于未然,開啟了全球“搶礦”大戰。

    截至2020年,中國鋰消費占全世界近6成,但鋰金屬儲量約450萬噸,僅占世界總量的7%左右,且其中約85%來自鹽湖中的鹵水,難以提取。

    過去,中國資本對全球鋰礦展開了瘋狂搶購,包括但不限于天齊鋰業控股了格林布什礦(產能134萬噸/年);贛鋒鋰業控股了Mt Marion礦(產能46萬噸/年)、Pilbara礦(產能33萬噸/年);紫金礦業收購了加拿大Neo Lithium Corp(新鋰公司),獲得其位于阿根廷西北部卡塔馬卡省的3Q鋰鹽湖項目等。

    除鋰礦外,能夠提高動力電池能量密集度的鈷,也成為爭搶的“新寵”。 

    還可以看看其他文章,謝謝您的閱讀。
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