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诺奖背后,中国锂电池的得与失

中国切实着实是锂电池大年夜国,然而诺贝尔化学奖花落英、美、日三位锂电池之父的故事则奉告我们,我们离锂电池强国太远了。

10月9日,瑞典皇家科学院发布,将2019年诺贝尔化学奖赋予美国科学家约翰·古迪纳夫(John Goodenough)、斯坦利·惠廷厄姆(Stanley Whittingham),以及日本科学家吉野彰,以表彰他们为锂离子电池成长所做出的供献。

上世纪70年代,供职于美国埃克森煤油公司的惠廷厄姆发现了锂离子电池。他采纳硫化钛作为正极材料,金属锂作为负极材料,制成首个锂离子电池。但这种锂电池电化学属性极不稳定,在充电历程中异常轻易动怒爆炸;并且在反复充放电的历程中,电池容量衰减极快,并不适用于商业利用。

随后,古迪纳夫则就这个难题进行技巧冲破,研发了可充电锂离子电池,并且引导项目组发现了可以量产的锂离子电池和磷酸铁锂电池技巧。

1983年,吉野彰提出了我们本日所知的锂离子电池专利申请,采纳了原始观点并将其变得为安然,高效和靠得住,为锂离子电池的商用打下根基。1991年日本索尼公司首次将锂电池这个研发了20多年的产品推向市场。

到今朝锂电池财产的利用,最有话语权确当属中国,无论是从体量、破费市场、财产链等各方面,中国俨然走在了国际前列。但这次诺贝尔化学奖花落锂电池,并将奖项揭橥给美国、英国、日本的三位科学家,在喜悦和祝福中,无不刺痛着中国锂电池领域的神经。

中国切实着实是锂电池大年夜国,但我们离锂电池强国,依然很远。

电动车将“锂”推向高潮

本届诺贝尔化学奖花落锂离子电池可谓众望所归。

轻巧、可充电且能量强大年夜的锂离子电池,已经彻底改变了人类的生活,被广泛利用于从手机到条记本电脑和电动汽车等各个领域,并可以储存来自太阳能和风能的大年夜量能量,从而使无化石燃料社会成为可能,同时,锂电池的发现和财产化,也直接加速了全人类信息技巧和新能源技巧的成上进程。

今朝,从主要利用来看,锂电池集中在两大年夜领域:一是移动式产品,如手机、电脑,约占锂电池应用量的2/3阁下,第二大年夜领域就是车载电池。

在有些人的印象里,电动车是近来几年才成长起来的新鲜事物。可事实上,电动汽车比燃油车呈现得更早,直到1912年还在市场上占领份额上风,后来由于技巧、资源等问题而被历史淘汰。

当下,电动汽车之以是兴起,主如果由于锂电池技巧日趋成熟以及商业化程度前进。换言之,电动汽车能否成为抱负的交通对象,这在必然程度上取决于能否找到相宜的高能量密度电池。锂电池作为电动汽车的“心脏”,不停被视为新能源汽车行业的命脉所在。

与此同时,伴跟着国家政策对付新能源汽车财产扶持力度的加大年夜,以及人们环保意识的增强,举世新能源汽车市场进入快速成长通道。时代,险些所有主要车企都已拟订电动化转型计谋。

相关数据显示,2018年整年,举世电动车销量冲破200万辆,市场占比份额达到2.1%,同比增长72%。华尔街钻研公司伯恩斯坦表示,未来20年,电动汽车可能占到举世汽车销量的40%,以及举世汽车保有量的30%。今朝,电动汽车中车载电池的资源已经盘踞三分之一,车载电池市场规模将跟着电动汽车的成上进一步扩大年夜,这是一个可以预见的未来。

动力电池领域受举世新能源汽车市场快速成长带动,成为近年来拉动举世锂离子电池市场高速增长的主要身分。

高工财产钻研院(GGII)资料显示,2018年举世锂离子电池市场产量同比增长21.81%,达188.80GWh,以前5年年复合增长率达27.12%。GGII阐发觉得,未来5年动力电池仍将是锂离子电池行业增长最快的板块,其增长主要受举世各国及地区积极开拓、推动新能源汽车带动。

若何从大年夜国迈向强国?

锂离子电池财产自正式出生以来,分手经历了3个阶段,即从日本垄断,到日韩争霸,再到现在中日韩三足鼎峙。日本、韩国则在技巧研发和制造工艺等方面具有必然上风;而中国坐拥质料、市场、政策三大年夜上风,一跃成为举世锂电池行业的头部玩家,拥有举世最为完善的锂电池财产链,市场规模最大年夜,在职位地方上与日韩的老牌锂电池巨子等分秋色。

数据显示,今朝,中国动力电池企业的产能已占举世总产能的70%以上。2018年,举世动力电池出货量前10名的企业中,中国盘踞七席。动力电池财产化的进程举世领先,龙头企业的职位地方已经开始显现。

“比亚迪、宁德期间等企业都有着异常强劲的动力,技巧层面上也很乐不雅。”刚刚得到诺贝尔化学奖的日本科学家吉野彰曾在一次公开的技巧交流大年夜会上如斯评价中国两家头部电池企业。

我国动力电池技巧水平已经快速提升,部分指标已经达到国际先辈水平,主要表现在动力电池单体能量密度跨越了每公斤240Wh,规模化临盆使得动力电池的资源也在迅速下降,电池的单体已经从2012年的5元/Wh降到了今朝的1元/Wh阁下。

然而在最根基和最核心层面,中国并不具备技巧上风,以致离日韩电池财产依然存在相称的技巧差距。在很多业内人士看来,中国动力电池与日韩的差距除了技巧水温和制造工艺,更大年夜的差距主要体现在研发和治理端,比如在研发的重大年夜技巧冲破方面,在电池制造的合格率方面。

吉野彰也表示,虽然中国和韩国正在崛起,但日本用于锂离子电池的隔离层、正极和负极等营业仍体现强劲,最关键在于节制核心技巧就好,虽然能节制下流最抱负。

中国电动汽车百人会理事长陈清泰曾觉得,赓续前进自身竞争职位地方最紧张的是掌握核心技巧,而且有能力赓续创造核心技巧,“关键的是要凝聚优秀人才,维持足够的研发投入。电池企业还要在国家支持下与高等院校、钻研机构相助,开展动力电池的根基钻研”。

除了技巧差距,我国动力电池市场也呈现供应首要和产能过剩并存征象。数据显示,2017年中国动力电池产能已经跨越了200GWh,但总体产能使用率却只有40%。究其缘故原由,市场两极分解显着,高端优质产品供不应求,低端产能贩卖艰苦,出现出布局性产能过剩。

跟着电池技巧的赓续前进,车载锂电池的竞争将日益猛烈。未来,动力电池能量密度的提升和资源的下降,将成为市场竞争的焦点,也将是全部新能源汽车行业竞争的关键。伴随市场竞争加剧,一些低门槛、技巧后进的动力电池企业徐徐被淘汰出局,行业洗牌加速。

值得一提的是锂电池之后,固态电池的风潮无疑将开启下一个电池期间。日本新能源财产技巧综合开拓机构已经发布,该国部分汽车、电池企业及学术机构将联合研发,力图到2022年周全掌握固态电池的相关技巧;德国大年夜众集团近期也发布投资1亿美元用于固态电池的开拓和量产。

业内人士觉得,中国企业进入固态锂电池领域较晚,且主要以科研机构或院校为支撑,财产化进程较慢。从举世来看,欧美企业虽然在本轮竞争中掉去了位置,但正在为下一阶段的竞争结构,是潜在的强大年夜竞争者。

那么,在锂电池之后的新一轮电池技巧争夺战中,中国又做好筹备了吗?



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