1噸要交2500美元專利費，中國動力電池憑什么逆襲美歐日韓？
導(dǎo)讀：
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(xiàn)了彎道超車。
這30年，中國動力電池如何實現(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?！暗秒姵卣叩锰煜隆?，是不少業(yè)內(nèi)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(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，三元鋰電池被行業(yè)廣泛看好。
2016年底，政策補(bǔ)貼朝著鼓勵追求高能量密度轉(zhuǎn)變，極大激勵了國內(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)留安全逃生時間”一條成為了行業(yè)轉(zhuǎn)折點。
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”。寧德時代在這個領(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)的綜合實力已經(jīng)十分雄厚。
據(jù)韓國研究機(jī)構(gòu)SNE Research統(tǒng)計，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(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，瞬時發(fā)熱量小，熱安全事故風(fēng)險小;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，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(chǎn)，且其造價昂貴，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。
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。
事實上，在寧德時代開始和寶馬合作時，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，并且大打價格戰(zhàn)，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(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，比亞迪也將刀片電池安裝在自家電動汽車上，在2021年實現(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”。
根據(jù)前瞻產(chǎn)業(yè)研究院數(shù)據(jù)，目前全球已探明的鈷資源有約51%分布在剛果(金)，而中國的鈷礦資源儲量占比僅有1%左右，鈷資源相對匱乏，對外依賴性極強(qiáng)。
億緯鋰能于2021年初入股全球最大的鈷冶煉龍頭——華友鈷業(yè)，實現(xiàn)對剛果(金)多座鈷礦的間接持股。寧德時代緊隨其后，2021年4月稱，將入股國內(nèi)有色金屬企業(yè)洛陽鉬業(yè)在剛果(金)的銅鈷礦項目。2021年8月，洛陽鉬業(yè)發(fā)布公告稱，擬向剛果(金)特恩克銅鈷礦的項目追加162億元投入，其占該礦區(qū)的股比將增至約80%。
但是，鈷并不是符合行業(yè)趨勢的解決方案。
技術(shù)上，含鈷電池存在著回收循環(huán)利用難、能量密度過高導(dǎo)致安全性差等問題，并且，非洲鈷礦的開采屢屢和童工、囚禁、黑工等事件牽扯，有著“血鈷”的惡名，因此，動力電池去鈷化勢在必行，取而代之的是電池高鎳化。
當(dāng)前國內(nèi)寧德時代、比亞迪、蜂巢等高鎳電池陸續(xù)量產(chǎn)，海外LG化學(xué)、松下、三星SDI 和SKI等企業(yè)也均有裝機(jī)車型落地。
但在鎳礦資源方面，中國同樣不占優(yōu)勢。
據(jù)中國地質(zhì)調(diào)查局?jǐn)?shù)據(jù)，截至2020年底，全球鎳礦儲量9063萬噸，主要分布在印尼和澳大利亞，而中國鎳資源儲量398萬噸，僅占全球鎳總儲量的4.39%。
為此，寧德時代斥資60億美元，布局印尼鎳礦開采及電池生產(chǎn)項目;中偉股份則是直接引入青山控股子公司作為其戰(zhàn)略投資者;杉杉股份也投資15.8億在長沙投資建廠生產(chǎn)鎳。
以上種種，充分證明了我國動力電池企業(yè)雄厚的實力和長遠(yuǎn)的眼光，這也是過去實現(xiàn)彎道超車的最大保障之一。
最后不得不提的，還有國內(nèi)從業(yè)人士的拼搏精神。
2008年，比亞迪為了拿到巴菲特的投資，面對其質(zhì)疑動力電池是否環(huán)保的問題，在考察客戶面前拿著一整杯電解液一飲而盡。早在2016年，寧德時代的員工們?yōu)榱私桓懂a(chǎn)能，每天加班奮斗到九點......類似的例子數(shù)不勝數(shù)。
在未來，隨著科技的逆襲，更多低成本的常見電池材料將被開發(fā)出來，也許各大動力電池廠家的最終歸宿是打價格戰(zhàn)，作為產(chǎn)業(yè)鏈上的一環(huán)，新能源汽車的價格趨勢更是佐證了這點。
但究竟怎么發(fā)展，還是要看科技水平，技術(shù)與研發(fā)才是一個產(chǎn)業(yè)的核心，也是一國產(chǎn)業(yè)逆襲的基礎(chǔ)條件。
前瞻經(jīng)濟(jì)學(xué)人APP 產(chǎn)業(yè)觀察組
更多行業(yè)研究分析詳見：
[1]《2022-2027年中國動力電池PACK行業(yè)發(fā)展前景預(yù)測與投資戰(zhàn)略規(guī)劃分析報告》，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院
同時前瞻產(chǎn)業(yè)研究院還提供產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)、產(chǎn)業(yè)研究、政策研究、產(chǎn)業(yè)鏈咨詢、產(chǎn)業(yè)圖譜、產(chǎn)業(yè)規(guī)劃、園區(qū)規(guī)劃、產(chǎn)業(yè)招商指南、IPO募投可研、IPO業(yè)務(wù)與技術(shù)撰寫、IPO工作底稿咨詢等解決方案。
參考資料：[1]《國軒高科李縝：未來磷酸鐵鋰和三元占比或?qū)⒎€(wěn)定在6:4 》，CBEA電池中國[2]《電池技術(shù)是否已經(jīng)發(fā)展到天花板?未來電池的發(fā)展方向在哪里》，知乎何先生[3]《比亞迪回應(yīng)研發(fā)磷酸錳鐵鋰電池：各種材料都會有研究》，財經(jīng)網(wǎng)汽車[4]《鈉離子電池+儲能，一個目標(biāo)明確的產(chǎn)業(yè)|36氪新風(fēng)向》，36氪[5]《釩電池進(jìn)入商業(yè)化初期，未來市場空間有多大?》，中國工業(yè)報[6]《無鈷，三元鋰電池奪回市場的必經(jīng)之路》，雷科技[7]《聚焦 | 搶鋰、搶鈷、搶鎳：動力電池的全球“礦”戰(zhàn)》，經(jīng)濟(jì)觀察報
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