选对赛道才是关键,锂电池的技术路线,中国选对了

由于一些客观原因,在内燃机方面,中国虽然很早就开放了市场,但主导内燃机汽车核心的发动机方面,我们的发动机还相对低端。当然,从代工学徒到完整产业链,中国从开放中获得了技术好处,从打工仔,逐渐向内燃发动机汽车领域的上游探索。也许某一天,能够在材料突破下进一步突破工艺和技术,能够和美国,日本和德国的传统汽车巨头一较高下。

从第二次世界大战之后全球格局看,汽车工业是一个国家崛起的根本因素。比如二战之后,崛起的德国,日本和韩国,他们都围绕汽车工业。可以说,如果汽车工业不发达,即使你怎么努力,在上世纪60-80年代,国家也是很难崛起。日本的丰田,韩国的现代,德国的BBA,没有几家代表性的汽车工业企业,都不好意思出国和人打招呼。

选对赛道才是关键,锂电池的技术路线,中国选对了


我国的汽车工业做法比较简单,模仿日韩,以市场换技术,就是从代工,配件,一步步攻打堡垒。但是问题也很突出,基础学科上投入长期不足,材料学掣肘科技突破。同时,知识产权保护上还有些漏洞。

而此时,电动车成为我国发展的一个重要选项,因为电动车用电池淘汰了内燃机。在电池方面,我国有几个优势:一个是蓬勃发展的电瓶车,积累了一些基础。另一个是ATL,当时宁德时代CATL的董事长就是ATL的技术总监,攻克了锂聚合电池鼓包的问题,也就让手机和笔记本电池在我国大量生产。所以,我们不是零。

国家在这个情况下,开始探索支持新能源锂电池汽车的使用。补贴当然是一方面,关注的还有技术。当时技术路线两个:其一是磷酸铁锂,其二是三元锂电池。三元锂电池分为NCM镍钴锰酸锂和NCA镍钴铝酸锂。这三个专利,磷酸铁锂在我国蓬勃发展是一种巧遇。因为当时美国宾夕法尼亚大学和NTT正在争夺磷酸铁锂的专利,日本访问学者将这种专利“带”到了日本。欧洲和中国心领神会,迅速宣布有争议的磷酸铁锂专利没有新颖性。这就意味着所有企业都可以用磷酸铁锂。当时特斯拉用NCA三元锂的松下电池,而中国与之对应的就是磷酸铁锂的电池,其中比亚迪在技术上突破最多。

而后来,锂电池行业中人发现中国必须要进入三元锂时代。因为三元锂电池能量密度比磷酸铁锂空间更大,虽然稳定性更差。但是技术提升可以提升稳定性,而能量密度意味着车辆持续运行的公里数,是锂电池应用的关键瓶颈。介于NCA在日本厂商手中,而日本厂商又相对封闭,不善于对外合作和开放技术。中国选择了NCM路线。一方面NCM可以绕过NCA的日本封闭厂商。另一方面这是3M早期投入的一条技术专利,但是3M早已放弃了添砖加瓦,而是试图通过专利取费的方式,赚到足够的好处。不过,之后因为专利纠纷,他们又和高猛电池的其他方陷入了专利纠纷。所以NCM就在中国沉淀下来。无独有偶,韩国厂商LG等也开始切入NCM领域。而日本厂商依然固执己见。

还是这个问题,我国在基础科技上面投入不足,材料突破的起点可能都是欧美日,那三个锂电池贡献者也在去年获得了诺贝尔奖,这是诺贝尔奖第一次颁发给应用领域的科学家。但是我国添砖加瓦和商业化能力十分强大。中国NCM的提升路线,就是提高镍的含量,同时降低锰和钴的含量,经过努力,宁德时代终于进入NCM811时代。就是材料镍:钴:锰=8:1:1。所以实际上特斯拉所谓的新电池,高锰低钴电池,其实就是宁德时代的电池技术路线。

至此,实际上电池的开发起源于美国和日本,但电池的生产和商业化专利基本来自于中日韩。随着LG和宁德时代在NCM路线上的推进,NCM已经成为主流技术方向,松下等的NCA技术路线,逐渐在边缘化。

综上,我们发现我们的确走出了一条弯道超车的路。我们首先是绕过了内燃机工艺和材料瓶颈,进入到了全新锂电池时代,然后通过专利缝隙,毫无争议的确定了NCM的方向,通过研发,达到NCM的极致。然后NCA和NCM竞争的时候,我们利用了日本厂商的封闭性,迅速的让NCM方案成为大多数传统汽车厂商的选择。继而,宁德时代引导特斯拉这样的主流厂商,转向NCM技术方案。可以说,如今电动车松下等日本厂商技术存在感会在未来下降。他们从上世纪90年代开始积累NCA的技术,到本世纪基本失去了大部分市场,技术优势逐渐化为乌有。

我们也应该得到一些教训,我们如果可以基础研发投入再大一点,成果再多一点,尤其是材料上面,可能我们不需要利用专利缝隙,也会多几个诺贝尔经济学奖得主,内外都有面子。但不可否认,中国有主导供应链的能力,通过我们的市场空间,和我们商用的技术能力。当然,很多朋友告诉我,弯道超车不是个好词,这个也认同。甚至于,如果燃料电池再次发展会不会让锂电池成为现在的内燃发动机一样的窘境?因为最终一个产业的基础,还是材料。但现阶段来看,至少在锂动力电池上面,我国在过去十年走过了一条正确的道路。从而保证了我国进入汽车制造强国行列。


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