鉅大LARGE | 點擊量：380次 | 2023年06月09日
鋰離子電池諾獎沒有我國人 但產業(yè)已被中日韓瓜分
盡管有關鋰離子電池的諾貝爾獎與我國科學家無關，但我國已經實確實在成為全球鋰離子電池范疇的三大頭號玩家之一。
十月九日，2019年諾貝爾化學獎揭曉。獎項授予了英國化學家斯坦利·惠廷厄姆(M.StanleyWhittingham)、美國化學家約翰·古德納夫(Johnb.Goodenough)以及日本化學家吉野彰(AkiraYoshino)，以表彰他們在鋰離子電池發(fā)展上所做的貢獻。這也讓97歲的二戰(zhàn)老兵古德納夫成為史上最年長的諾貝爾獎得主。
如今，鋰離子電池已經深入我們日常生活的各個角落。小到數以十億計的手機、筆記本電腦、穿戴設備等數碼產品，大到數以百萬計的電動汽車、電動自行車和儲能設施，鋰離子電池的發(fā)明和產業(yè)化筆直加速了全人類信息技術和新能源技術的發(fā)展進程。
利用鋰離子在正極和負極之間的移動，鋰離子電池可以實現反復充電放電的操作。由于鋰元素的自身特性(摩爾質量小、氧化還原電位低)，其輸出電壓和能量密度比其他電池更高。在獲得安全穩(wěn)定的工作性能后，鋰離子電池迅速從試驗室走向全社會。
今朝的鋰離子電池產業(yè)鏈已形成龐大的規(guī)模效應，蘊含上游的礦山(鎳鈷錳、鋰礦和石墨礦)和元器件(正負極材料、電解液、電極基材、隔膜等)、中游的電芯制造和封裝、下游的鋰離子電池使用(消費范疇、動力范疇)。依據我國電子信息產業(yè)發(fā)展研究院《鋰離子電池產業(yè)發(fā)展白皮書(2019年)》(下稱《白皮書》)，2018年全球鋰離子電池產業(yè)規(guī)模達412億美元，同比上升18%;按容量計算，全球規(guī)模達到200GWh，同比上升25%。
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從日本一家獨大，到中日韓三足鼎立，坐擁原料、市場、政策三大優(yōu)點的我國公司，一躍成為全球鋰離子電池行業(yè)的頭部玩家之一，與日韓的老牌鋰離子電池巨頭平分秋色。但是打江山易、坐江山難，依靠政策紅利起飛的我國鋰電公司，面對撲面而來的行業(yè)洗牌、補貼退坡、產量過剩和外資入局，該要怎么樣守成并開拓新的上升?
從試驗室到市場
在鋰離子電池從無到有、從試驗室到尋常百姓家的過程中，三位獲獎科學家的工作成果起到了標定航向的用途。
上世紀70年代，石油危機促使美國政府大力開發(fā)新能源和儲能技術，以減小對石油進口的過度依靠。供職于美國?？松梨?ExxonMobil)石油公司的惠廷厄姆根據他在斯坦福大學的前期工作，以硫化鈦和金屬鋰為正、負極材料，制成世界上第一塊新型鋰離子電池。?？松梨诠居?976為該技術申請了發(fā)明專利，但易燃易爆炸的鋰離子電池并未讓這家公司從中獲益。
為處理鋰離子電池的穩(wěn)定性問題，1980年，時任牛津大學無機化學試驗室主任的古德納夫率領項目組設計出以鈷酸鋰(LiCoO2)為正極材料的技術方法，極大地提升了鋰離子電池的綜合性能。但古德納夫在向牛津大學申請專利申報時，被后者以使用前景渺茫而拒絕，最終以很低價格將該設計專利轉售給英國原子能科學研究中心。同樣，這項專利回報甚微，原由依舊是用作負極材料的金屬鋰性能不穩(wěn)定。
問題的最終處理者是日本材料化學巨頭旭化成公司(AsahiKasei)的吉野彰。1983年，他采用碳材料代替金屬鋰作為鋰離子電池的負極，沿用古德納夫的鈷酸鋰正極，從根本上改善了鋰離子電池的能量密度和使用壽命，并且大幅降低了成本，成為第一個商業(yè)化鋰離子電池的設計原型。
至此，三位諾獎得主的標志性貢獻已全部到齊。借助消費電子產品和新能源汽車兩個急速擴張的市場，鋰離子電池產業(yè)一路高歌猛進。
1991年，索尼(SONY)公司率先公布了世界上第一塊商用鋰離子電池，并裝配在該公司新款的CCD-TR1攝像機中，一經問世便引發(fā)全球矚目，標志著消費電子產品的面貌從此改變。次年，旭化成和東芝成立合資公司，加工用于電子產品的鋰離子電池。著名的美國貝爾試驗室也成功獲得聚合物鋰離子電池的專利，在正負極材料和工作原理不變的情況下，將電解液替換為凝膠狀，并發(fā)明了軟包狀的封裝形式，鋰離子電池的體積進一步縮小。
進入世紀之交，我國人的身影終于登上鋰離子電池產業(yè)的舞臺。
利用貝爾試驗室的專利授權，1999年，東莞新科磁電廠工程總監(jiān)曾毓群辭職創(chuàng)業(yè)，在香港成立新能源科技(ATL)，通過改進電解液配方處理了聚合物鋰離子電池的鼓包問題，ATL的產品由此大賣，如今已占領全球聚合物鋰離子電池市場的一半份額。2005年，ATL被日本東電化公司(TDK)全資收購。2011年，曾毓群與幾名合伙人將ATL的動力鋰電池團隊獨立經營，這便是現已發(fā)展成為國內鋰離子電池龍頭公司的寧德時代(300750.SZ)。
我國加入龍頭競爭
經過30年發(fā)展，全球的鋰離子電池產業(yè)已從日本壟斷轉變?yōu)橹腥枕n三足鼎力的格局。從2015年開始，在我國大力發(fā)展新能源汽車的帶動下，我國鋰離子電池產業(yè)規(guī)模開始迅猛上升，已經超過韓國、日本，躍居至全球首位，并逐步拉大差距。
不過，占據鋰離子電池行業(yè)頭幾把交椅的仍為老牌日韓公司?！栋灼穼⑷蜾囯x子電池市場概括為三大梯隊：松下、LG化學和三星SDI是第一梯隊，寧德時代、ATL、比亞迪(002594.SZ)、村田(原索尼)是第二梯隊，其他多數公司為第三梯隊。依據韓國市場研究公司SNEResearch公布的2018年1-九月全球動力鋰離子電池出貨數據顯示，排名第一的松下出貨量達到13.38GWh，寧德時代緊追其后。
日本松下集團的動力鋰電池產量及產量位居世界前列，其研發(fā)的CA21700電池是當前市場上單體能量密度最大的動力鋰電池，達到340Wh/kg。松下集團早在九十年代就開始布局鋰離子電池消費范疇市場，為筆記本電腦供應圓柱形電池;隨著2009年并購三洋電機、2014年與特斯拉合作，松下的鋰離子電池業(yè)務規(guī)模不斷張大。財報顯示，2018財年，松下鋰離子電池業(yè)務實現銷售收入5625億日元，同比上升14%，占集團總銷售收入的7.0%。
韓國公司也不甘示弱。LG化學1999年正式進入鋰離子電池范疇后，研發(fā)出鋁塑復合膜軟包材料和疊片式軟包設計，成為軟包鋰離子電池龍頭公司;除小型電池外，近兩年LG化學的動力鋰電池發(fā)展十分迅猛。2018年LG化學的鋰離子電池業(yè)務實現銷售收入65200億韓元，同比上升43%，占LG化學總銷售收入的23%。而三星SDI于1998年進軍鋰離子電池產業(yè)，依托其數碼終端產品范疇的市場和技術優(yōu)點，SDI的小型鋰離子電池產量迅速躍居全球首位;在動力鋰電池方面，SDI是寶馬(bMW)的官方戰(zhàn)略合作伙伴。2018年，SDI鋰離子電池業(yè)務實現銷售收入69542億韓元，同比上升61%，占SDI總銷售收入的75.8%。
在我國，亮眼的鋰離子電池產業(yè)上升數字得益于新能源汽車的強勢拉動。2018年我國新能源汽車產量達到127萬輛，同比上升59.9%，呈加速上升態(tài)勢。在這樣的市場行情面前，我國鋰離子電池產量持續(xù)保持高速上升。國家統計局數據顯示，2018年全年，我國鋰離子電池累計產量達139.9億個，再創(chuàng)下歷史新高，同比上升25.9%;按容量計算，2018年我國鋰離子電池產量124.2GWh，同比上升23.1%;產業(yè)規(guī)模達到1727億元，同比上升9%。
在國家政策的重點扶持下，鋰離子電池的關鍵技術、關鍵材料和產品研究等均取得沖破。雖然小容量功率型動力鋰離子電池技術和產品與國外相比仍有一定差距，但大容量動力鋰離子電池產業(yè)發(fā)展已經處于國際領先水平。
萬德(wind)數據顯示，目前國內的我國鋰離子電池公司為92家，較2016年的新能源汽車政策風口期減少近一半，較2017年減少近三分之一，行業(yè)格局正在急劇洗牌。通過2018年我國鋰離子電池行業(yè)裝機量數據可以直觀地看到寡頭化的趨勢：寧德時代占比41.19%，裝機量達到23.43GWh，同比上升123%;比亞迪占比20.09%，裝機量達到11.43GWh，同比上升102.43%;國軒高科占比5.4%，裝機量為3.07GWh。資源顯著向行業(yè)兩大巨頭——寧德時代和比亞迪聚集。
成立于2011年的寧德時代，依托早些年在ATL的技術儲備優(yōu)點，建立起動力和儲能電池范疇完整的研發(fā)和制造體系。截至2018年十二月三十一日，寧德時代及其子公司共擁有1618項我國專利及38項境外專利，正在申請的國內和境外專利合計2110項。財報顯示，2018年寧德時代動力鋰電池業(yè)務實現銷售收入245.2億元，同比上升47.2%，占總銷售收入的82.8%;實現營業(yè)利潤83.6億元，凈利率達34.1%。
而國內的另一家龍頭公司比亞迪，成立于1995年，最早以手機電池業(yè)務起家，是我國最早進入鋰離子電池范疇的公司之一，目前已經形成汽車(含新能源汽車)、手機部件及組裝業(yè)務、二次充電電池及光伏業(yè)務三個業(yè)務板塊。財報顯示，2018年比亞迪鋰離子電池業(yè)務收入約為227.7億元，同比上升超過50%，占全年營業(yè)收入的17.5%。
針對目前國內的鋰離子電池產業(yè)格局，《白皮書》也概括為三個梯隊：第一梯隊為寧德時代和比亞迪兩巨頭，2018年營收雙雙破200億元，與后面公司的差距進一步拉大;第二梯隊為天津力神和國軒高科，2018年營收在50億元左右;第三梯隊包括后面所有的公司，營收不超過30-40億元。
不過，值得留意的是，盡管在凈利潤方面寧德時代能夠保持每年高速上升，但四家頭部公司的銷售毛利率在卻在2017年均呈現下降，重要原由在于我國政府對新能源汽車的補貼正以每年30%的速度在退坡，鋰離子電池公司的利潤空間被壓縮。由此可見，即便是龍頭公司，對政策補貼的依靠仍舊很大。
2018年初，財政部、科技部、工業(yè)和信息化部、發(fā)展改革委聯合印發(fā)了《有關調整完善新能源汽車推廣使用財政補貼政策的通知》(財建〔2018〕18號)，將我國新能源汽車補貼政策的技術門檻進一步提高，對電池能量密度提出更高要求。這將意味著，我國鋰離子電池行業(yè)內絕大多數規(guī)模小、技術條件低的公司，將因拿不到更多的補貼而逐步被淘汰。
目前，隨著國內鋰離子電池產業(yè)聚集度進一步提升，龍頭公司的市場份額將會不斷鞏固。但隨著外資準入政策的松綁(動力鋰電池投資股比限制取消)，我國繼續(xù)旺盛的新能源汽車需求必將吸引松下、LG化學、三星SDI這些國際老牌玩家入局并張大產量，產業(yè)洗牌還將持續(xù)。(李斯洋|文作者為《財經》記者)
