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    鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源

    諾貝爾化學獎和車載鋰離子電池

    2021-04-25 ryder

    10月9日,瑞典斯德哥爾摩皇家科學院將2019年諾貝爾化學獎授予來自美國、英國和日本的三名科學家約翰·B·古迪納夫(John B.Goodenough)、M·斯坦利·惠廷厄姆(M.Stanley Whittingham)和吉野彰(Akira Yoshino),以獎勵他們在鋰電池范疇做出的貢獻。這使諾貝爾獎和汽車業的發展發生了奇特聯系。


    正如瑞典斯德哥爾摩皇家科學院諾貝爾委員會所言,鋰電池自1991年首次進入市場以來,已經徹底改變了人類的生活,被廣泛用于從手機到筆記本電腦和電動車的各種產品,并可以儲存來自太陽能和風能的大量能量,從而使無化石燃料社會成為可能。


    如果沒有鋰離子電池,許多電器產品很可能還是笨重無比的大家伙,便攜通信設備也同樣不會那么便攜,輕薄的智能手機更無從談起。鋰離子電池的發展也成績了電動車革命,掀起一場轟轟烈烈的新能源革命,意義可謂十分重大。


    此次獲獎的97歲的吉野彰被稱為“鋰離子電池之父”。1985年,他在古迪納夫研制出的陰極基礎上,開發出了首個接近商用的鋰電池。一個輕靈耐用、在性能下降前可充放電數百次的電池由此萌生。1991年日本索尼公司首次將鋰電池成功商業化,正式將鋰離子電池推向市場。對于鋰離子電池的發展前景,吉野彰始終洋溢著期望,他認為,鋰離子電池重新定義將來。


    無論汽車有多少新款型,使用多少新材料,增加多少新功能,動力源是不可少的組成部分。實在,與動力電池發展相對應的,是電動車產業的空前繁榮。電動車從長遠來看,可以通過減少空氣污染和限制噪音污染,為傳統汽車提供一種清潔的替代品。車載鋰離子電池進入高潮至今惟有十年歷史,雖然和筆記本電池20多年的歷史相比并不長,但它對全球汽車產業的影響是不可忽視的。而且,隨著各國環保意識的增強,歐洲、中國等國家和地區正計劃逐步淘汰汽油和柴油汽車,正在促使以內燃機為主導的全球汽車產業發生一場重大變革,傳統汽車業在經歷轉型。


    從今朝鋰離子電池的主要使用看,聚集在兩大范疇:一是移動式產品,如手機、電腦,約占鋰離子電池使用量的2/3左右,而第二大范疇便是車載電池。因此,從另一方面看,電動車的出現,給鋰離子電池打開了一個新的使用方向,帶來了全新的商業機遇。


    幾乎所有的車企都在將汽車電動化視為當下的一大戰略規劃。數據顯示,2018年全年,全球電動車銷量沖破200萬輛,市場占比份額達到2.1%,同比增長72%。華爾街研究公司伯恩斯坦(Bernstein)表示,將來20年,電動車可能占到全球汽車銷量的40%,以及全球汽車保有量的30%。目前,電動車中車載電池的成本已經占據三分之一,車載電池市場規模將隨著電動車的發展進一步張大,這是一個可以預見的將來。


    汽車行業在轉型中,一方面在摸索推出新的車型,另一方面在加緊研發和制造車載鋰離子電池。在鋰離子電池制造行業中,目前已經形成日本、中國、韓國三國競爭的局面。日本的松下,韓國的三星、SK、LG和中國的寧德時代、比亞迪,被認為是目前全球電動車動力電池的龍頭企業,占據著主要的市場份額。許多國家還在基礎設施建設上投入巨資,尤其是充電站,以加快向電動車的轉型,在這方面中國也十分突出。


    值得留意的是,車載鋰離子電池行業的競爭也將日益猛烈。


    為了抗衡亞洲電池廠商,2017年10月,歐盟就宣布啟動電池產業聯盟,大眾、寶馬、戴姆勒、雷諾、西門子、巴斯夫、索爾維、Northvolt等廠商紛紛加入。去年5月,德國總理默克爾呼吁德國廠商加大在歐洲加工電動車電池的力度,支持本土化加工。其他投資和談判合作也在歐洲紛紛展開。


    此外,整車廠家為了掌握在電動車行業的控制權,提高在供應鏈體系的議價能力,開始自己涉足電池制造,來完善產業鏈的布局。比如,大眾不僅制定了到2028年旗下各品牌基于其電動平臺共銷售2200萬輛電動車的計劃,還決定將更多核心的動力電池技術掌握在自己手中,斥資近10億歐元自建電池工廠,還通過收購電池企業來獲取新技術,提升研發水平。


    在將來車載鋰離子電池的戰國時代,電池的品質、成本、安全、技術升級,將是行業競爭的焦點。

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