當(dāng)我們舉國(guó)為NBA事件群情激昂時(shí)，2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了鋰電池，美國(guó)、日本的三位科學(xué)家分別獲此殊榮。

而中國(guó)，作為全球最大鋰電池市場(chǎng)，擁有動(dòng)力電池出貨量前十企業(yè)的數(shù)量最多，卻與這些榮譽(yù)絲毫沒(méi)有關(guān)聯(lián)。

這個(gè)事實(shí)再一次告訴我們，中國(guó)是鋰電池大國(guó)，卻不是鋰電池強(qiáng)國(guó)。

更糟糕的是，靠著補(bǔ)貼政策和“白名單”迅速上位的三元鋰電池，如今卻面臨著能量密度和安全性這兩座無(wú)法逾越的大山，發(fā)展后勁不足，出師未捷身先衰。

三元鋰電池時(shí)代似乎難逃走向終結(jié)的命運(yùn)，能量密度更高、更安全的固態(tài)電池，正在加快步伐取代三元鋰電池，隱有全面接管電動(dòng)車(chē)之勢(shì)。

而這，會(huì)成為中國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)真正實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)的契機(jī)嗎？

三元鋰電池的起與落

從日本一家獨(dú)大到日韓兩國(guó)爭(zhēng)霸，再到中日韓三國(guó)殺，中國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)的崛起是一個(gè)勵(lì)志的故事。

鋰電池的正極材料有很多種，包括磷酸鐵鋰、三元鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、鈦酸鋰等等，磷酸鐵鋰電池曾是中國(guó)新能源汽車(chē)市場(chǎng)的主流。

為扶持新能源汽車(chē)而生的補(bǔ)貼政策，徹底改變了這一局面。

不斷變化調(diào)整的補(bǔ)貼政策對(duì)電池能量密度提出的要求越來(lái)越高，能量密度最高能達(dá)到330Wh/kg的三元鋰電池，成功將只有100Wh/kg左右的磷酸鐵鋰電池踩在腳下，從此奠定了三元鋰稱(chēng)霸乘用車(chē)、磷酸鐵鋰蝸居客車(chē)的格局。

從市場(chǎng)規(guī)模和體量和產(chǎn)業(yè)鏈來(lái)看，以三元鋰為主要技術(shù)路線(xiàn)的中國(guó)動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)無(wú)疑是成功的。

從2015年起，中國(guó)連續(xù)四年成為全球最大新能源汽車(chē)市場(chǎng)，作為電動(dòng)車(chē)“心臟”的動(dòng)力電池，因此一榮俱榮。

坐擁政策、市場(chǎng)兩大優(yōu)勢(shì)的中國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)，自2015年起超過(guò)日韓躍居全球首位，目前已經(jīng)承包了全球70%以上的動(dòng)力電池產(chǎn)能，形成了全球最為完善的鋰電池產(chǎn)業(yè)鏈，催生了以寧德時(shí)代為首的一批龍頭企業(yè)，2018年全球動(dòng)力電池出貨量前十的企業(yè)，中國(guó)就占了七席。

市場(chǎng)雖大，產(chǎn)業(yè)鏈雖完善，頭部企業(yè)雖強(qiáng)，但中國(guó)卻不是鋰電池強(qiáng)國(guó)。

相比日韓，我們差在哪？

首先是技術(shù)水平和制造工藝，中國(guó)并不占優(yōu)，跟日韓電池產(chǎn)業(yè)相比還存在較大的差距，鈷酸鋰、磷酸鐵鋰和三元鋰的核心技術(shù)都掌握在日韓手里。尤其是日本，其主打高端市場(chǎng)的領(lǐng)先技術(shù)，是中國(guó)短期內(nèi)難以超越的。

此外，我國(guó)動(dòng)力電池市場(chǎng)兩極分化明顯，高端優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品供不應(yīng)求，低端產(chǎn)品銷(xiāo)售困難，結(jié)構(gòu)性產(chǎn)能過(guò)剩現(xiàn)象嚴(yán)重制約動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。

中國(guó)鋰電池產(chǎn)業(yè)的突飛猛進(jìn)，很大程度是受益于“白名單”的保護(hù)，隨著“白名單”廢除和補(bǔ)貼退坡，三星SDI、LG化學(xué)、松下、SK等外來(lái)巨頭重新加入戰(zhàn)局，給我國(guó)動(dòng)力電池企業(yè)帶來(lái)巨大的壓力。

固態(tài)電池才是電動(dòng)車(chē)救星？

今年以來(lái)，特斯拉、蔚來(lái)、比亞迪、威馬電動(dòng)車(chē)的多起自燃事故，將三元鋰動(dòng)力電池推上了風(fēng)口浪尖——這些起火車(chē)輛，裝配三元鋰電池的占了絕大多數(shù)。

“無(wú)論從化學(xué)結(jié)構(gòu)還是電池結(jié)構(gòu)來(lái)講，三元材料都非常容易發(fā)熱，如果不能把熱量及時(shí)傳導(dǎo)出去，電池就有爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。”有專(zhuān)家一針見(jiàn)血指出，在現(xiàn)階段，三元鋰電池的安全可靠性還沒(méi)有妥善的解決辦法。

鋰電池在充放電過(guò)程中極易發(fā)生事故，今年密集出現(xiàn)的電動(dòng)車(chē)著火事故，大部分都發(fā)生在車(chē)輛充電過(guò)程中或者剛剛結(jié)束充電后，這導(dǎo)致消費(fèi)者對(duì)三元鋰電池安全性的擔(dān)憂(yōu)與日俱增。

另一方面，能量密度天花板也是三元鋰電池的一個(gè)致命傷。

動(dòng)力電池的能量密度決定了車(chē)輛的續(xù)航里程。目前，高鎳的NCM811（NCM即鎳鈷錳）是三元鋰電池的重點(diǎn)突破方向，但目前已現(xiàn)技術(shù)瓶頸，即使是量產(chǎn)電動(dòng)車(chē)中能量密度最高的21700NCA三元鋰電池電芯（特斯拉使用），也只有260Wh/kg。業(yè)界認(rèn)為，300Wh/kg將是三元鋰電池難以跨越的鴻溝。

三元鋰已黔驢技窮，動(dòng)力電池的發(fā)展瓶頸要如何突破？

號(hào)稱(chēng)能將續(xù)航里程提至800公里、幾十秒就能充滿(mǎn)電的固態(tài)電池，讓人們看到了希望。

能量密度高是固態(tài)電池的最大特點(diǎn)。當(dāng)前的全固態(tài)鋰電池，能量密度約在400Wh/Kg左右，最大潛力值預(yù)計(jì)可達(dá)900Wh/Kg，體積重量也比液態(tài)的三元鋰電池更小更輕，這使得采用固態(tài)電池的車(chē)輛擁有更長(zhǎng)的續(xù)航里程，并且可以輕松實(shí)現(xiàn)車(chē)身的輕量化。

重要的是，固態(tài)電池比液態(tài)電池安全多了。由于固態(tài)電池的電極和電解質(zhì)都由固態(tài)物質(zhì)制成，固態(tài)電解質(zhì)不可燃、不漏液，即使在高溫情況下也不會(huì)著火，搭載全固態(tài)鋰電池的汽車(chē)自燃概率自然大大降低。

因著這兩個(gè)優(yōu)勢(shì)，固態(tài)電池堪稱(chēng)電動(dòng)車(chē)的救星。

2021年或在國(guó)內(nèi)落地應(yīng)用

既然這么神奇好用，市面上的電動(dòng)車(chē)為何不使用固態(tài)電池？原因出在技術(shù)和成本太高。

技術(shù)方面，目前的固態(tài)電解質(zhì)電阻太大，尚未找到既能兼顧高倍率又能快充的的物質(zhì)做電解質(zhì)。此外，固態(tài)電解質(zhì)的導(dǎo)電率、內(nèi)阻界面阻抗及相容性也存在問(wèn)題，這導(dǎo)致固態(tài)電池短時(shí)間內(nèi)無(wú)法應(yīng)用于市場(chǎng)。

成本方面，性能良好的材料非常昂貴，這導(dǎo)致固態(tài)電池的成本遠(yuǎn)高于三元鋰電池，阻擋了固態(tài)電池量產(chǎn)使用的腳步。家電巨頭戴森及時(shí)止損不再造車(chē)，就與其所使用的固態(tài)電池成本太高不無(wú)關(guān)系。

即使有上述兩大短板掣肘，也不妨礙固態(tài)電池被普遍認(rèn)為是下一代動(dòng)力電池研發(fā)方向的趨勢(shì)。

目前，在固態(tài)電池研究領(lǐng)域最有話(huà)語(yǔ)權(quán)的是日本。

日本最大公立研究組織——新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)（NEDO），在2008年發(fā)布的電池研發(fā)路線(xiàn)圖中明確指出，要將固態(tài)電池作為未來(lái)新一代電池的發(fā)展方向。同一年，日本車(chē)企協(xié)同38家單位機(jī)構(gòu)成立研發(fā)同盟，多方合力，計(jì)劃在2022年掌握核心技術(shù)。

日本車(chē)企對(duì)固態(tài)電池的技術(shù)規(guī)劃及應(yīng)用進(jìn)度是最快的，其中豐田已經(jīng)對(duì)外展示了處于試制階段的固態(tài)電池樣品，計(jì)劃于2020年正式用固態(tài)電池取代液態(tài)電池。

除了日本日產(chǎn)，全球多個(gè)車(chē)企也在積極部署固態(tài)電池的相關(guān)研發(fā)工作。寶馬、福特選擇與美國(guó)電池技術(shù)公司SolidPower合作，其中福特更是對(duì)該公司進(jìn)行投資，以強(qiáng)化研發(fā)協(xié)同效果；現(xiàn)代汽車(chē)則投資美國(guó)初創(chuàng)企業(yè)IonicMaterials，計(jì)劃在2025年實(shí)現(xiàn)應(yīng)用固態(tài)電池電動(dòng)車(chē)的量產(chǎn)。

國(guó)內(nèi)不少新舊造車(chē)勢(shì)力，也在加強(qiáng)對(duì)固態(tài)電池的布局和研發(fā)。新勢(shì)力中，蔚來(lái)、愛(ài)馳、天際表現(xiàn)得最為積極，先后與輝能科技達(dá)成固態(tài)電池業(yè)務(wù)方面的合作。舊勢(shì)力的長(zhǎng)安、廣汽傳祺、長(zhǎng)城、北汽、吉利也有所動(dòng)作，如長(zhǎng)城汽車(chē)能量密度達(dá)350~500Wh/kg的固態(tài)電池，計(jì)劃在2025年應(yīng)用于量產(chǎn)車(chē)上；北汽集團(tuán)2025年前上市的新車(chē)有望搭載400Wh/kg的固態(tài)電池。

從這些車(chē)企的布局來(lái)看，從2021年開(kāi)始，固態(tài)電池將在國(guó)內(nèi)落地應(yīng)用，電池能量密度在300-500Wh/kg，主要搭載于少量高端電動(dòng)車(chē)；2025年左右，固態(tài)電池將逐步實(shí)現(xiàn)商業(yè)化，真正在全球范圍內(nèi)普及。

對(duì)電動(dòng)車(chē)生產(chǎn)企業(yè)和動(dòng)力電池企業(yè)來(lái)說(shuō)，這是最好的時(shí)期，也是最壞的時(shí)期。真正實(shí)現(xiàn)彎道超車(chē)，或?qū)⒃诖艘慌e。