諾貝爾獎(jiǎng)背后的鋰電池戰(zhàn)爭(zhēng)

鋰電池終獲諾獎(jiǎng)。

10月9日下午，瑞典皇家科學(xué)院宣布將2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予約翰·B·古迪納夫（John B.Goodenough）、M·斯坦利·威廷漢（M. Stanley Whittingham）和吉野彰（Akira Yoshino），以表彰他們?cè)阡囯x子電池領(lǐng)域的貢獻(xiàn)。

上世紀(jì)90年代，鋰離子電池被成功運(yùn)用到手機(jī)中，它正式走進(jìn)人們的生活。如今，它更是大施拳腳，作為電動(dòng)汽車的“心臟”，重新“定義”汽車。

月兒彎彎照九州，幾家歡喜幾家愁。

諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)花落鋰電池的喜訊從瑞典向世界各地?cái)U(kuò)散，全球目光聚焦鋰電池，人們紛紛致敬偉大的科學(xué)家。而在瑞典往南一點(diǎn)，有群歐洲人正心事重重。

俗話說，菜無心可活，人無心必死。

當(dāng)汽車“話事人”遭遇缺芯難題時(shí)，命運(yùn)又將何去何從呢？

對(duì)于歐洲的車企巨頭們來說，Northvolt的誕生，便是他們邁出的關(guān)鍵一步。

有關(guān)Northvolt這家公司的前世今生，諸君可能不甚熟悉。但說到這家公司創(chuàng)始人的前東家—;—;特斯拉，想必都如雷貫耳吧。

作為歐洲推舉出與CATL、松下、比亞迪和LG化學(xué)等亞洲勢(shì)力一較高下的最強(qiáng)種子選手，Northvolt這家瑞典電池企業(yè)可謂含著金鑰匙出生—;—;年紀(jì)雖小，但背景卻著實(shí)驚人。

依托Northvolt這個(gè)平臺(tái)，大眾、標(biāo)致及寶馬等一班平日里打得不可開交的歐州傳統(tǒng)造車“話事人”，悉數(shù)登場(chǎng)參與合作。

甚至，他們還愉快地達(dá)成協(xié)議：將共同組建歐洲電池聯(lián)盟，在德國大興電池廠。

明星效應(yīng)下，成績(jī)自是斐然。截至目前，該公司到2030年底的訂單總價(jià)值已經(jīng)超過130億美元。

而作為Northvolt背后的投資人之一—;—;大眾扶植這家動(dòng)力電池新星的目的，早可謂“司馬昭之心路人皆知”。

在大幅度提升集團(tuán)的電動(dòng)化攻勢(shì)（未來十年推出70款新電動(dòng)車、電動(dòng)車產(chǎn)量達(dá)到2200萬輛）后，大眾集團(tuán)投資電池初創(chuàng)公司、成立動(dòng)力電池研發(fā)生產(chǎn)部門逐一而至。近日，有知情人士更是透露，大眾集團(tuán)為了在中國汽車市場(chǎng)獲得關(guān)鍵技術(shù)，正在探索對(duì)中國零部件供應(yīng)商進(jìn)行潛在投資。目前正在考慮的選項(xiàng)包括收購中國供應(yīng)商的股份或者和中國供應(yīng)商一起建立合資公司。

一

事實(shí)上，動(dòng)力電池供應(yīng)已成為車企電動(dòng)化戰(zhàn)略的“阿克琉斯之踵”。

美國的特斯拉，在2019年上半年的股東大會(huì)上曝出，其電動(dòng)車產(chǎn)能因?yàn)閯?dòng)力電池產(chǎn)能不足而受限，CEO馬斯克不滿松下電池產(chǎn)能供應(yīng)。

中國的電動(dòng)車企，在動(dòng)力電池領(lǐng)域的挑戰(zhàn)則更加嚴(yán)峻。可以簡(jiǎn)單的概括為：除了比亞迪之外的任何一家電動(dòng)車企，要想獲得優(yōu)質(zhì)的動(dòng)力電池供應(yīng)商，需要接受非常嚴(yán)苛的付款條件，幾乎沒有任何談判地位可言。

大眾集團(tuán)旗下奧迪首款面向市場(chǎng)的純電動(dòng)汽車，也因?yàn)閯?dòng)力電池的供應(yīng)問題，被LG化學(xué)折磨得死去活來，死死卡住了脖子。

2018年9月，奧迪在硅谷腹地舊金山，發(fā)布了e-tron并開始接受預(yù)定。

然而，兩個(gè)月后，奧迪大量生產(chǎn)出來的e-tron仍只能停靠在大眾位于布魯塞爾的倉庫中，原因是LG化學(xué)在波蘭Wroclaw新工廠產(chǎn)出的動(dòng)力電池還達(dá)不到上車所需的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

那么，怎么提高電池質(zhì)量呢？

LG化學(xué)想了想，嘴里蹦出兩個(gè)字：加錢！

據(jù)《布魯塞爾時(shí)報(bào)》報(bào)道，e-tron先是遭到了LG化學(xué)的一輪10%的漲價(jià)需求。而后，在此基礎(chǔ)之上，LG化學(xué)還在謀求進(jìn)一步漲價(jià)。

因?yàn)閯?dòng)力電池供應(yīng)不足，奧迪e-tron在挪威提車的等待時(shí)間已經(jīng)從2個(gè)月飆升到了6個(gè)月。

與此同時(shí)，因?yàn)閯?dòng)力電池的問題，奧迪原計(jì)劃在2019年生產(chǎn)5.5萬輛e-tron也宣布告吹，現(xiàn)已現(xiàn)實(shí)地將生產(chǎn)目標(biāo)下調(diào)為4.5萬輛。

習(xí)慣呼風(fēng)喚雨的車企巨頭們，在動(dòng)力電池供應(yīng)商面前，怎會(huì)如此卑躬屈膝？

一切根源只因—;—;優(yōu)質(zhì)動(dòng)力電池的缺貨正在全球范圍內(nèi)愈演愈烈。原來，LG化學(xué)在波蘭的動(dòng)力電池制造工廠產(chǎn)能僅有區(qū)區(qū)4GWh，而這已是歐洲范圍內(nèi)唯二的動(dòng)力電池制造工廠（另外一家是已經(jīng)被中國能源企業(yè)遠(yuǎn)景收購了的AESC，其在英國的工廠產(chǎn)能只有2GWh，且專供日產(chǎn)聆風(fēng)和雷諾Zoe）。

為了緩解電池緊缺，大眾亦“陽謀不斷”。

據(jù)electrek報(bào)道，大眾汽有意與SK創(chuàng)新達(dá)成合作，聯(lián)合在美國建設(shè)了一家電池工廠。

而聽到消息的LG頓感遭遇背叛，一度威脅將切斷大眾的電池供應(yīng)。

屋漏偏逢連夜雨。

就在大眾欲改變其電池采購計(jì)劃時(shí)，消息人士就指出，大眾的另外一個(gè)動(dòng)力電池供應(yīng)商—;—;三星SDI似乎選擇與其韓國同胞站到同一戰(zhàn)線，密謀大幅縮減對(duì)大眾的電池供應(yīng)。

二

被車企們這般重視的動(dòng)力電池有多重要呢？

可以說，動(dòng)力電池是電動(dòng)車的“心臟”。

以傳統(tǒng)汽車而言，發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟。國內(nèi)外整車廠都有自己的發(fā)動(dòng)機(jī)，通過掌握發(fā)動(dòng)機(jī)等核心零部件技術(shù)和生產(chǎn)工藝，從而保證品牌的核心競(jìng)爭(zhēng)力和利潤。

而對(duì)于電動(dòng)車來說，核心動(dòng)力總成是電池系統(tǒng)+驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)+電控組成的大三電系統(tǒng)。特別是動(dòng)力電池的成本占比最高，超過30%，而且技術(shù)仍在快速迭代。

2018年底國際分析機(jī)構(gòu)瑞士聯(lián)合銀行（UBS）提供報(bào)告顯示，目前電池占電動(dòng)汽車總成本的25-40%，這使它成為迄今為止最昂貴的部件。

有機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，到2025年全球動(dòng)力電池市場(chǎng)將達(dá)到約2500億歐元。

動(dòng)力電池增長(zhǎng)潛力巨大，且事關(guān)行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定等話語權(quán)權(quán)。然而，此前在要不要自行投資建廠生產(chǎn)電芯的問題上，車企們態(tài)度較為保守。

戴姆勒曾與贏創(chuàng)工業(yè)（Evonik Industries AG）聯(lián)手成立Li-Tec公司，于2010年在卡門茨興建鋰離子電芯制造工廠。投產(chǎn)后不久，就于2014年11月宣布電芯生產(chǎn)將在2015年末全面停止，而Li-Tec成為戴姆勒的全資子公司，大部分員工并入戴姆勒。蔡澈在之后的采訪中公開表示：

"按照現(xiàn)有技術(shù)，戴姆勒無法在鋰離子電芯的自行制造上獲得任何經(jīng)濟(jì)上的優(yōu)勢(shì)。"

另一德國汽車巨頭—;—;寶馬則在首屆“NEXTGen未來峰會(huì)”上，由其首席財(cái)務(wù)官Nicolas Peter公開表示，沒必要每家車企都自己生產(chǎn)電池。

寶馬的理由也簡(jiǎn)單，一來電池研發(fā)生產(chǎn)要投入大量資金，本來電動(dòng)車就很難盈利了，再在這上面砸錢沒必要。二來一旦有了這個(gè)念頭，短時(shí)間內(nèi)又實(shí)現(xiàn)不了自給自足，卻會(huì)讓供應(yīng)商心里不爽，到時(shí)候影響了目前的供應(yīng)鏈，得不償失。

寶馬的話不無道理，去年日產(chǎn)出售了旗下的電池業(yè)務(wù)，也是因?yàn)槎嗄陙硗度刖薮蟮遣毁嶅X，還牽扯精力，不如舍棄掉它，專心研發(fā)電動(dòng)車其他技術(shù)。

“造不如買?！本揞^們無奈地給出了最符合現(xiàn)實(shí)的答案。

三

當(dāng)然，這或許也是最優(yōu)選擇。

因?yàn)?，事?shí)證明動(dòng)力電池并不好造。

2019年4月22日，上海徐匯區(qū)裕德路泰德花苑小區(qū)一輛特斯拉汽車在地下車庫中突然自燃，并且引燃了旁邊多輛豪車，損失慘重。

4月22日下午，西安一輛蔚來ES8在授權(quán)服務(wù)中心維修時(shí)車輛起火。

4月23日，杭州一輛榮威ei6在路上發(fā)生起火燃燒。

6月27日，蔚來公開表示，由于部分車輛存在電池?zé)崾Э睾推鸹痣[患，將召回4803輛ES8電動(dòng)汽車，為它們免費(fèi)更換改進(jìn)后的動(dòng)力電池包，以消除安全隱患。

海恩法則說：

每一起嚴(yán)重事故的背后，

必然有29次輕微事故、300起未遂先兆，及1000起事故隱患。

頻頻發(fā)生的起火意外，為整個(gè)新能源汽車行業(yè)敲響警鐘，亦讓各界將目光投射于動(dòng)力電池的安全性上。

然而，大量豐富的實(shí)車運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)，恰好是市場(chǎng)上諸多動(dòng)力電池企業(yè)的短板。

在電動(dòng)汽車迅速增長(zhǎng)的大環(huán)境下，電動(dòng)汽車安全事故發(fā)生的背后暴露的是當(dāng)前電池企業(yè)和主機(jī)廠都在追求更高的能量密度以獲得更多的補(bǔ)貼，卻忽視了動(dòng)力電池最根本的安全屬性的問題，而近期頻繁的事故出現(xiàn)，理應(yīng)為國內(nèi)追求高速發(fā)展的電動(dòng)汽車行業(yè)敲響警鐘。

動(dòng)力電池對(duì)一個(gè)對(duì)研發(fā)、制造、質(zhì)量控制等各個(gè)環(huán)節(jié)的體系能力要求極高的產(chǎn)業(yè)。從研發(fā)到樣品到最終的SOP，是需要跨越千山萬水的，哪怕是能夠投入到最終的量產(chǎn)，對(duì)制造能力的要求也非常高。

動(dòng)力電池的制造，大多是在微米級(jí)的材料上進(jìn)行操作。無論是漿料的攪拌，還是涂抹、壓實(shí)，以及后面的剪切，對(duì)工藝能力要求極高，任何一個(gè)環(huán)節(jié)的不一致性，都將影響動(dòng)力電池的性能，或者是良率。

動(dòng)力電池的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)異常嚴(yán)苛。以電池圈20多年的“老司機(jī)”—;—;比亞迪的標(biāo)準(zhǔn)為例，下面這組數(shù)據(jù)或許可以帶來更形象的感知：

1. 溫度沖擊測(cè)試，以模擬動(dòng)力電池在運(yùn)輸或儲(chǔ)存過程中，反復(fù)暴露在低溫和高溫環(huán)境下的安全性能。

在這個(gè)環(huán)節(jié)，電池需要經(jīng)歷“冰火兩重天”極端溫度迅速變化的考驗(yàn)：電池包在-40℃~85℃的極限溫度環(huán)境中， 30min內(nèi)實(shí)現(xiàn)兩種極端溫度的轉(zhuǎn)變，且需要在每個(gè)極端環(huán)境中保持至少8h，循環(huán)多次。試驗(yàn)結(jié)束后電池包無泄漏、著火等現(xiàn)象，且絕緣電阻≥5000Ω/V才算是通過測(cè)試，這遠(yuǎn)高于國標(biāo)要求的100Ω/V。

2. 擠壓測(cè)試，驗(yàn)證要求擠壓力能達(dá)到100KN，這相當(dāng)于一頭大象重量的擠壓，亦或是相當(dāng)于一輛滿載乘客和行李的12米大巴撞擊時(shí)的擠壓。

工程師們?yōu)槊恳粋€(gè)電池包采用了獨(dú)特的防撞設(shè)計(jì)，高強(qiáng)度鋁合金托盤及蜂窩結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)邊框保證電池包碰撞和擠壓時(shí)不受破壞，試驗(yàn)結(jié)束后的電池包無著火、爆炸等現(xiàn)象才算是考試合格。

四

對(duì)安全的極度敏感和行業(yè)不確定性的增加，正在讓電池行業(yè)經(jīng)歷慘烈的洗牌。

數(shù)據(jù)顯示，2018年全球動(dòng)力電池出貨量前5家電池企業(yè)的供貨量已經(jīng)攀升至總量的73%，二八效應(yīng)進(jìn)一步凸顯。

二八效應(yīng)下，動(dòng)力電池行業(yè)面臨洗牌。來自中汽協(xié)的最新數(shù)據(jù)顯示，2018年我國動(dòng)力電池規(guī)劃和在建項(xiàng)目較2017年明顯減少，盲目擴(kuò)產(chǎn)項(xiàng)目大幅減少。2018年實(shí)現(xiàn)配套的動(dòng)力電池企業(yè)數(shù)量較2016年減少了一半，同時(shí)排名前10位的企業(yè)市場(chǎng)占比達(dá)到了83%，意味著產(chǎn)業(yè)集中度大幅提升。

國家科技成果轉(zhuǎn)化基金新能源汽車創(chuàng)業(yè)投資子基金合伙人兼總裁方建華表示，“行業(yè)洗牌已經(jīng)開始了，多數(shù)不知名的企業(yè)會(huì)先倒下。到2020年，所有動(dòng)力電池企業(yè)還能留下20-30家，現(xiàn)階段80%以上的都會(huì)被淘汰。有些自然淘汰，有些被資本捧殺。”

另外，高企的投入正篩去無數(shù)欲入局者。

動(dòng)力電池作為技術(shù)密集型和資本密集型產(chǎn)業(yè)，只有擁有更強(qiáng)大技術(shù)實(shí)力的龍頭企業(yè)才有可能在險(xiǎn)峻的市場(chǎng)中脫穎而出。

技術(shù)壁壘廣泛存在于產(chǎn)業(yè)鏈各個(gè)環(huán)節(jié)，深淺不一。而電池的高成本一直是電動(dòng)汽車價(jià)格高企的重要原因。

在此背景下，通過興建電池工廠，以規(guī)模效應(yīng)縮減和控制電池成本有著決定性的意義。但快速擴(kuò)張產(chǎn)能的動(dòng)力電池行業(yè)面臨著巨大挑戰(zhàn)：高昂的產(chǎn)能擴(kuò)充成本為動(dòng)力電池企業(yè)設(shè)置了極高的資金門檻，動(dòng)輒數(shù)十億的動(dòng)力電池工廠，無形中已篩去無數(shù)欲入局者。

根據(jù)普華永道汽車領(lǐng)域咨詢師估計(jì)，為了建造一個(gè)年產(chǎn)能為8千兆瓦時(shí)的電池工廠，預(yù)計(jì)將需要投資8億到10億歐元。而僅根據(jù)大眾集團(tuán)2025年的電動(dòng)汽車計(jì)劃交付量計(jì)算，所需的電池容量為一年150千兆瓦時(shí)，這意味著在歐盟境內(nèi)需要近20座8千兆瓦時(shí)規(guī)模的電池工廠。

對(duì)于任何一家整車廠或零部件廠而言，這都是一筆巨大投入。

在此背景下，去年2月，全球最大的汽車零部件巨頭博世宣布放棄自制動(dòng)力電池的嘗試，退出這個(gè)主機(jī)廠正在瘋狂涌入的“超級(jí)賽道”。

博世給出的“退出”理由是，風(fēng)險(xiǎn)和效益不成正比，全球動(dòng)力電池市場(chǎng)已被東亞新能源勢(shì)力所壟斷。

五

以中國為例，數(shù)據(jù)顯示，目前，中國動(dòng)力電池企業(yè)的產(chǎn)能已占全球總產(chǎn)能的70%以上。2018年，全球動(dòng)力電池出貨量前10名的企業(yè)中，中國占據(jù)七席。

“比亞迪、寧德時(shí)代等企業(yè)都有著非常強(qiáng)勁的動(dòng)力，技術(shù)層面上也很樂觀?！眲倓偒@得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)的日本科學(xué)家吉野彰曾在一次公開的技術(shù)交流大會(huì)上如此評(píng)價(jià)中國兩家頭部電池企業(yè)。

有越來越多的中國動(dòng)力電池企業(yè)已經(jīng)加入到全球電池供應(yīng)鏈中。今年2月，寧德時(shí)代宣布與本田合作共同開發(fā)面向純電動(dòng)汽車等的鋰離子電池，并將以截至2027年的長(zhǎng)期合約向本田供應(yīng)56GWh的電池。2018年底，孚能科技與戴姆勒簽訂供貨協(xié)議，供貨期限為2021-2027年。幾乎在同一時(shí)期，億緯鋰能也取得了戴姆勒的長(zhǎng)期供貨合同……

最新的重大合作案例則發(fā)生在豐田。

2019年6月7日，豐田汽車在東京舉行發(fā)布會(huì)，執(zhí)行副社長(zhǎng)寺師茂樹承認(rèn)，現(xiàn)階段純電動(dòng)汽車迅猛增長(zhǎng)的速度，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了豐田在2017年的預(yù)測(cè)。

在那一天他宣布，豐田的新能源戰(zhàn)略將全面提速。根據(jù)豐田目前的規(guī)劃，到2025年銷售約550萬輛電動(dòng)汽車，這比豐田在2017年12月之前定下到2030年完成550萬輛電動(dòng)汽車的目標(biāo)提前了整整5年。

這次，豐田拉上了比亞迪。

7月19日，比亞迪與豐田汽車同時(shí)對(duì)外宣布：雙方已達(dá)成合作協(xié)議，將在新能源汽車領(lǐng)域進(jìn)行合作。

雙方合作的內(nèi)容主要有兩點(diǎn)：一方面，雙方將聯(lián)合開發(fā)純電動(dòng)汽車，產(chǎn)品包括轎車與低底盤SUV，計(jì)劃于2025年前在中國市場(chǎng)投放；

另一方面，雙方將為上述產(chǎn)品共同開發(fā)所需的動(dòng)力電池。

在雙方聯(lián)合聲明中，豐田對(duì)比亞迪的溢美之詞撲面而來：

在2008年，比亞迪是世界上第一家開始銷售量產(chǎn)版的插電式混合動(dòng)力車型的企業(yè)；從2015年開始，把純電和插混加在一起，比亞迪是連續(xù)四年的全球電動(dòng)車銷量冠軍；比亞迪能夠在公司內(nèi)部研發(fā)和生產(chǎn)電動(dòng)車的大部分核心零部件，包括動(dòng)力電池，電機(jī)和功率電子……

一個(gè)日本車企選擇一個(gè)中國車企的零部件，這在傳統(tǒng)汽燃油車時(shí)代，恐怕是不敢想象的。

有別于與國內(nèi)汽車廠商此前“市場(chǎng)換技術(shù)”的合作模式，豐田本次拿出的是“技術(shù)對(duì)等”的整車開發(fā)合作方案（與比亞迪共同開發(fā)純電動(dòng)車和動(dòng)力電池），這種禮遇對(duì)于中國車企來說也極為罕見。。

而這一切，來之不易。

三位鋰電科學(xué)家的獲獎(jiǎng)，代表了鋰電池領(lǐng)域突破的信號(hào)。

對(duì)于任何國家而言，能源都是永恒的問題。一旦能源的問題得到解決，在物質(zhì)不是特別匱乏的情況下，一切來自于生產(chǎn)資料和生產(chǎn)關(guān)系之間的矛盾都將得到解決。而由此帶來的社會(huì)變革，將是極其恐怖的，甚至將超越前兩次工業(yè)革命對(duì)人類社會(huì)影響的總和。

接下來，全球必然在鋰電池領(lǐng)域加大投入，試圖掌控由鋰電池突破帶來的動(dòng)力革命。

鋰電池，這塊獨(dú)具魅力的“能量魔方”，未來還會(huì)產(chǎn)生怎樣的魅力？