近日，有傳聞?wù)f掌控格林布什礦山的中國(guó)鋰業(yè)巨頭——天齊鋰業(yè)陷入困境，這座全球儲(chǔ)量最大、品位最高的鋰礦山控制企業(yè)竟落得要靠出賣股權(quán)自救的地步。
經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)迅速崛起，相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈延伸也進(jìn)一步擴(kuò)大。以動(dòng)力電池為代表，寧德時(shí)代、比亞迪等已經(jīng)成為全球最重要的供貨商，同時(shí)，在上游鋰礦控制權(quán)方面，中國(guó)企業(yè)也很有作為，天齊鋰業(yè)就是其中的典型代表。
當(dāng)前，中國(guó)力量已經(jīng)在新能源汽車領(lǐng)域建立起強(qiáng)大的話語(yǔ)權(quán)，短期波折并不會(huì)改變鋰電池行業(yè)和新能源汽車行業(yè)長(zhǎng)期向好的趨勢(shì)。
面向新世界的鋰
鋰離子電池由正極、負(fù)極、隔膜和電解液構(gòu)成，其正、負(fù)極材料均能夠嵌脫鋰離子。鋰離子在正負(fù)極間穿梭，往復(fù)循環(huán)，實(shí)現(xiàn)電池的充放電過(guò)程。
鋰離子電池具有比能量高、低自放電、循環(huán)性能好、無(wú)記憶效應(yīng)和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，是目前最具發(fā)展前景的高效二次電池和發(fā)展最快的化學(xué)儲(chǔ)能電池。目前，新能源汽車基本都以鋰電池為動(dòng)力源，體現(xiàn)了其在現(xiàn)階段的技術(shù)領(lǐng)先性和實(shí)用性。
正極材料被稱作鋰離子電池的核心，歷來(lái)是科學(xué)研究的重點(diǎn)。在電池充放電過(guò)程中，正極材料不但要作為鋰源，提供在電池內(nèi)部正負(fù)兩極嵌鋰材料間往復(fù)嵌脫所需要的鋰，還要負(fù)擔(dān)電池負(fù)極材料表面形成固液界面膜（SEI膜）所消耗的鋰。因此，理想的正極材料需要具備以下特點(diǎn)：電位高、比容量高、密度大（包含壓實(shí)密度和振實(shí)密度）、安全性好、倍率性能佳和長(zhǎng)壽命等。
按正極材料，鋰電池行業(yè)主要有磷酸鐵鋰和三元鋰電池兩大產(chǎn)品系列。
三元與磷酸鐵鋰之爭(zhēng)
磷酸鐵鋰電池是指用磷酸鐵鋰作為正極材料的鋰離子電池。其特色是不含鈷等貴重元素，原料價(jià)格低且磷、鐵存在于地球的資源含量豐富，不會(huì)有供料問(wèn)題。其工作電壓適中、單位重量下電容量大、高放電功率、可快速充電且循環(huán)壽命長(zhǎng)，在高溫與高熱環(huán)境下的穩(wěn)定性高。
三元鋰電池正極材料使用鎳鈷錳酸鋰，其能量密度相對(duì)較高，在車企普遍追求高續(xù)航的當(dāng)下，三元鋰電池逐漸成為主流技術(shù)路線。但三元鋰電池也有短板，如安全性方面普遍被認(rèn)為不如磷酸鐵鋰電池。
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，在乘用車領(lǐng)域，磷酸鐵鋰電池的裝機(jī)量占比不斷下降，2019年以來(lái)占比基本維持在5％左右。且磷酸鐵鋰占據(jù)的還是A00級(jí)的小眾市場(chǎng)，存在感越來(lái)越小。不過(guò)，隨著新能源汽車財(cái)政補(bǔ)貼政策的改變和新型產(chǎn)品的推出，磷酸鐵鋰電池開始收復(fù)一些失地。如從2020年首批目錄開始，配套磷酸鐵鋰電池的乘用車數(shù)量明顯增多，像比亞迪的高端車型比亞迪漢EV，就搭載了最新的磷酸鐵鋰“刀片電池”。
中國(guó)力量推動(dòng)磷酸鐵鋰反轉(zhuǎn)
帶領(lǐng)磷酸鐵鋰電池收復(fù)失地的有比亞迪的刀片電池和寧德時(shí)代的CTP技術(shù)。而在市場(chǎng)上引起更大反響的是特斯拉與寧德時(shí)代的合作。
刀片電池和傳統(tǒng)動(dòng)力電池的最大差別體現(xiàn)在電池的設(shè)計(jì)上。和以往塊狀或者圓柱結(jié)構(gòu)不同的是，比亞迪刀片電池設(shè)計(jì)成又長(zhǎng)又薄的形狀，形似刀片，然后疊加起來(lái)組成扁平化的電池包，平鋪在車底。刀片電池設(shè)計(jì)有利于電池包整體的散熱，從而延長(zhǎng)電池使用壽命。同時(shí)可提升電池包的整體剛度，有效減少因電池包變形導(dǎo)致內(nèi)部線路或者插接件擠壓、磨損等引起的事故。同時(shí)，與傳統(tǒng)磷酸鐵鋰電池相比，刀片電池在電池包整體空間利用率和體積能量密度比方面都有較大提升。在業(yè)內(nèi)看來(lái)，刀片電池挑戰(zhàn)三元鋰電池市場(chǎng)地位的關(guān)鍵在于有更優(yōu)的安全性。
行業(yè)專家認(rèn)為：動(dòng)力電池有三個(gè)發(fā)展方向，第一是在材料和體系方面創(chuàng)新，從有機(jī)液態(tài)電解質(zhì)，到無(wú)機(jī)的固態(tài)電解質(zhì)；第二是借助智能制造、回收和人工智能，發(fā)展智慧電池；第三是在設(shè)計(jì)和產(chǎn)品工程方面創(chuàng)新，刀片電池正是其中代表。
另一方面，寧德時(shí)代認(rèn)為刀片電池是其CTP結(jié)構(gòu)創(chuàng)新概念中的一種，寧德時(shí)代已經(jīng)量產(chǎn)了一些CTP結(jié)構(gòu)產(chǎn)品，包括CTP-0、CTP-1、CTP-2。CTP技術(shù)也是跳過(guò)模組，由電池單體直接成組電池包。同時(shí)，根據(jù)寧德時(shí)代與特斯拉公布的合作信息，特斯拉的磷酸鐵鋰電芯為寧德時(shí)代提供。據(jù)悉，寧德時(shí)代為特斯拉（上海）提供的磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)能量密度可達(dá)到140Wh/kg。使得磷酸鐵鋰版Model3續(xù)航超過(guò)510km。
全面發(fā)力 未來(lái)可期
除了重視動(dòng)力電池行業(yè)本身和上游產(chǎn)業(yè)鏈，中國(guó)力量也在為行業(yè)未來(lái)積蓄能量。目前，固態(tài)電池前景被普遍看好，雖然離量產(chǎn)還有一段距離，但中國(guó)企業(yè)正在積極布局，力爭(zhēng)在下一代動(dòng)力電池的競(jìng)爭(zhēng)中獲得優(yōu)勢(shì)。
固態(tài)電池采用全新固態(tài)電解質(zhì)取代當(dāng)前有機(jī)電解液和隔膜，具有高安全性、高體積能量密度，同時(shí)與不同新型高比能電極體系（如鋰硫體系、金屬-空氣體系等）具有廣泛適配性，可進(jìn)一步提升質(zhì)量能量密度，在提高安全性的同時(shí)增加續(xù)駛能力，從而有望成為下一代動(dòng)力電池的解決方案。
如今，固態(tài)電池技術(shù)正在成為世界范圍內(nèi)的競(jìng)爭(zhēng)熱點(diǎn)。在世界范圍內(nèi)，全球多個(gè)車企和電池廠家發(fā)布了固態(tài)電池相關(guān)的研發(fā)進(jìn)展。國(guó)內(nèi)在進(jìn)行固態(tài)鋰電開發(fā)的企業(yè)包括寧德時(shí)代、國(guó)珈星際(珈偉股份)、江蘇清陶能源、輝能科技、中航鋰電等。其中，寧德時(shí)代以硫化物電解質(zhì)為主要研發(fā)方向，采用正極包覆解決正極材料與固態(tài)電解質(zhì)的界面反應(yīng)問(wèn)題，目前聚合物鋰金屬固態(tài)電池循環(huán)達(dá)到300周以上，容量保持率達(dá)82%。清陶能源研發(fā)高固含量的全陶瓷隔膜和無(wú)機(jī)固體電解質(zhì)，目前已與北汽開展合作進(jìn)行中試。國(guó)珈星際采用材料基因組技術(shù)，通過(guò)高通量測(cè)試技術(shù)確定聚合物固態(tài)電解質(zhì)的最佳組成。此外，贛鋒鋰業(yè)、比亞迪、萬(wàn)向123等也都宣布布局固態(tài)電池領(lǐng)域可以看出，無(wú)論是上游鋰礦、行業(yè)熱點(diǎn)、還是未來(lái)電池的發(fā)展，中國(guó)企業(yè)都在積極參與、布局，并形成一股強(qiáng)大的中國(guó)力量。在中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策和強(qiáng)大的內(nèi)需市場(chǎng)推動(dòng)下，中國(guó)企業(yè)在動(dòng)力電池領(lǐng)域有望擁有更多的主導(dǎo)權(quán)。
