【圖】1噸要交2500美元專利費(fèi)，這30年，中國動力電池如何實(shí)現(xiàn)后發(fā)制人？未來的戰(zhàn)場又在何方？

三十年河?xùn)|，三十年河西。

誰能想到，30年前電池行業(yè)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(yè)總部都在亞洲國家，中國寧德時(shí)代、韓國LG和日本松下分庭抗禮，占據(jù)了動力電池制造市場近70%的份額。

據(jù)韓國市場調(diào)研機(jī)構(gòu)SNE Research最新數(shù)據(jù)顯示，今年前5個(gè)月，全球電動汽車動力電池裝車總量達(dá)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(lǐng)頭羊，寧德時(shí)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(shí)現(xiàn)了彎道超車。

這30年，中國動力電池如何實(shí)現(xiàn)后發(fā)制人？未來的戰(zhàn)場又在何方？

01 

2000年，中國剛剛實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)電池正負(fù)極材料，遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后世界平均水準(zhǔn)。到2010年，全球動力電池產(chǎn)業(yè)依然是歐美擁有核心技術(shù)，日韓掌握市場份額的格局。

但是，隨著當(dāng)年國務(wù)院將新能源汽車確立為七大戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)之一，中國的動力電池產(chǎn)業(yè)迅速乘東風(fēng)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。“得電池者得天下”，是不少業(yè)內(nèi)人士的判斷。

2011年，剛剛成立的寧德時(shí)代帶著三元鋰電池一舉拿下寶馬大單，中國電池企業(yè)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(shù)路線。

前者的核心優(yōu)勢是能量密度高，直觀體現(xiàn)在裝車之后，擁有更長的續(xù)航里程。而續(xù)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(diǎn)，三元鋰電池被行業(yè)廣泛看好。

2016年底，政策補(bǔ)貼朝著鼓勵(lì)追求高能量密度轉(zhuǎn)變，極大激勵(lì)了國內(nèi)三元鋰電池的發(fā)展。2017年，憑借三元鋰電池業(yè)務(wù)的火熱，中國寧德時(shí)代壓過日本松下，代表中國企業(yè)登上全球動力電池裝機(jī)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(fā)的電動汽車起火事件成為行業(yè)不得不面對的難關(guān)。

2020年5月，工信部頒布電動汽車強(qiáng)制標(biāo)準(zhǔn)，“要求電池單體發(fā)生熱失控后，電池系統(tǒng)在5分鐘內(nèi)不起火不爆炸，為乘員預(yù)留安全逃生時(shí)間”一條成為了行業(yè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

在那之后，技術(shù)指標(biāo)更保守，但是更安全的磷酸鐵鋰電池，重新成為行業(yè)“心頭好”。寧德時(shí)代在這個(gè)領(lǐng)域重新發(fā)力，比亞迪也在2020年3月推出磷酸鐵鋰“刀片電池”。

2021年，國內(nèi)市場上的磷酸鐵鋰電池以52%的裝機(jī)占比，超越三元電池，且今年第一季裝機(jī)量占比持續(xù)上升至58%。預(yù)計(jì)到2024年，磷酸鐵鋰電池還將在全球動力電池市場裝機(jī)量占比超過60%。

總體來看，目前國內(nèi)動力電池產(chǎn)業(yè)的綜合實(shí)力已經(jīng)十分雄厚。

據(jù)韓國研究機(jī)構(gòu)SNE Research統(tǒng)計(jì)，今年上半年裝機(jī)量前20的企業(yè)，除了松下以及豐田子公司PEVE是日本企業(yè)、LG新能源/SK On/三星SDI是韓國企業(yè)外，其余15家企業(yè)全部來自中國，占了61.88%市場份額。

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

目前，鈉離子電池是主要的攻關(guān)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(fù)用產(chǎn)線，集流體等輔材成本較低，經(jīng)濟(jì)性上更勝一籌。

而在安全方面，鈉離子電池內(nèi)阻大，瞬時(shí)發(fā)熱量小，熱安全事故風(fēng)險(xiǎn)��；可放電到0V，不存在過放問題，安全運(yùn)輸；工作適溫范圍大。

在這方面，中國已經(jīng)處于領(lǐng)先位置。

寧德時(shí)代于去年7月發(fā)布第一代鈉離子電池，單體能量密度160Wh/kg雖然還不如現(xiàn)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(yōu)勢。并且他們聲稱，下一代鈉離子電池能量密度可達(dá)到200Wh/kg。

按照寧德時(shí)代的規(guī)劃，公司已經(jīng)開始進(jìn)行鈉離子電池的產(chǎn)業(yè)化布局，計(jì)劃于2023年形成基本產(chǎn)業(yè)鏈。

除此以外，在資本加持下，鈉創(chuàng)新能源、中科海鈉、眾鈉能源、星空鈉電、立方新能源等國內(nèi)企業(yè)已經(jīng)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(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)系團(tuán)隊(duì)開發(fā)的鋁—石墨烯電池，在25萬次充放電循環(huán)后仍能保持91%的容量，可在1.1秒內(nèi)快速充滿電，零下40度至120度環(huán)境依然可以穩(wěn)定工作，此外，將該電池放于明火中也不會發(fā)生起火爆炸等危險(xiǎn)，完美解決了三大痛點(diǎn)。

但石墨烯電池的制作工藝還不夠成熟，目前僅處于實(shí)驗(yàn)室階段，無法量產(chǎn)，且其造價(jià)昂貴，目前只在航天衛(wèi)星的動力電池上使用，普及推廣在中短期內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)。

02

中國動力電池能后發(fā)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(chǎn)權(quán)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(shù)。2005年，美國威能科技和A123開始在中國設(shè)廠生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池，磷酸鐵鋰正式打開中國大門。

從這時(shí)起，國內(nèi)所有電池企業(yè)生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池，都要面臨3家企業(yè)的“版權(quán)警告”，甚至一度被要求生產(chǎn)1噸磷酸鐵鋰支付2500美元專利費(fèi)。

對于這種“專利流氓”行徑，2009年，國家知識產(chǎn)權(quán)局專利復(fù)審委員裁定，上述企業(yè)專利無效，讓中國動力電池行業(yè)松了口氣。

同樣的事情也發(fā)生在三元鋰電池上。

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

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

這種手段雖然卑鄙，但很有效。那段時(shí)間，國內(nèi)一度有60%左右的新能源乘用車選擇三星和LG作為供應(yīng)商，國內(nèi)電池企業(yè)處于岌岌可危的狀態(tài)。

針對這種情況，2015年3月，國家工信部制定并發(fā)布了《汽車動力蓄電池行業(yè)規(guī)范條件》，從企業(yè)基本要求、生產(chǎn)條件、技術(shù)能力、質(zhì)量保證能力等7個(gè)方面，對汽車動力蓄電池行業(yè)給出規(guī)范意見，符合這份規(guī)范條件的企業(yè)名錄，被業(yè)內(nèi)稱為“動力電池白名單”。

從當(dāng)年10月到2016年6月，工信部連續(xù)發(fā)布了4批動力電池企業(yè)目錄，共57家企業(yè)被納入其中，全是本土動力電池企業(yè)。

這份政策一度遭到質(zhì)疑，認(rèn)為這會使中國動力電池企業(yè)從此怠惰下去，失去技術(shù)創(chuàng)新的動力。

但結(jié)果是，在“白名單”廢止之后，寧德時(shí)代與現(xiàn)代摩比斯簽訂協(xié)議，授權(quán)其使用CTP（高效成組）技術(shù)，不僅在產(chǎn)品上，也在技術(shù)上反攻韓國市場。

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

當(dāng)然，如果只靠政府扶持，是不夠的，我國動力電池企業(yè)自己的眼光也很重要。

在電池上游原材料領(lǐng)域，我國對外高度依賴。根據(jù)中汽數(shù)據(jù)有限公司披露的數(shù)據(jù)，中國鋰、鈷、鎳的對外依存度均高達(dá)79%、97%，92%。

對此，我國各大電池企業(yè)很早就防患于未然，開啟了全球“搶礦”大戰(zhàn)。

截至2020年，中國鋰消費(fèi)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(yè)控股了格林布什礦（產(chǎn)能134萬噸/年）；贛鋒鋰業(yè)控股了Mt Marion礦（產(chǎn)能46萬噸/年）、Pilbara礦（產(chǎn)能33萬噸/年）；紫金礦業(yè)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(xiàng)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”。