世界上第一輛汽車其實(shí)是電動(dòng)的。
電動(dòng)汽車，電池是關(guān)鍵，所以我們還得先從電池說起。1859年，法國(guó)大科學(xué)家普蘭特（G.Plante）發(fā)明了可充電的鉛酸電池。
1881年，法國(guó)工程師古斯塔夫·特魯夫（Gustave Trouve）造出了世界上第一輛汽車，這輛三輪電動(dòng)車采用鉛酸蓄電池供電，由0.1馬力的直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，速度最高15麥，續(xù)航16公里。
四年之后（1885年末），德國(guó)人哥特里布·戴姆勒（Gottlieb Daimler）發(fā)明了第一輛搭載汽油內(nèi)燃機(jī)的四輪汽車，發(fā)動(dòng)機(jī)功率1.1kw，最高車速14麥。
大約兩個(gè)月后的1886年1月29日，一個(gè)名叫卡爾·本茨（Karl Benz）的德國(guó)工程師成功試制出了世界上第一輛單缸發(fā)動(dòng)機(jī)三輪汽車。以后每年的這一天，被認(rèn)為是全世界汽車的生日。
不過在這之后的二十多年時(shí)間里，燃油車都是被電動(dòng)車按在地上摩擦又摩擦的。
與被稱為“散發(fā)著惡臭又吵鬧的”燃油車相比，當(dāng)時(shí)的電動(dòng)車簡(jiǎn)直就是渾身散發(fā)著老牌貴族氣質(zhì)：無氣味、無震蕩、無噪音還不用換擋，清潔、安靜、舒適且易操控（奇怪直至今天，這些依然還都是電動(dòng)車最主要的優(yōu)點(diǎn)），妥妥的高富帥。
人見人愛，且身手了得。
在20世紀(jì)初那個(gè)馬車、蒸汽車、燃油車和電動(dòng)車共同在道路上穿插往來的年代，巴黎就經(jīng)常搞一些把這些交通工具湊在一起的賽事。毫無疑問，電動(dòng)車從來都是一馬當(dāng)先，其他三位都只剩下吃土的份兒。
上個(gè)世紀(jì)前20年，電動(dòng)車一度占到了快一半的市場(chǎng)份額。但在1920年之后，在飛速進(jìn)步的石油開發(fā)技術(shù)和內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的加持下，燃油車都沒給電動(dòng)車在地上摩擦的機(jī)會(huì)，直接就把老對(duì)手趕下了歷史舞臺(tái)。
當(dāng)燃油車開始崛起的時(shí)候，電動(dòng)車的兩大劣勢(shì)就顯得很致命了：續(xù)航里程短和充電不方便（奇怪直至今天，這些依然還是電動(dòng)車最主要的缺點(diǎn)）。
歷史總是呈螺旋狀向上發(fā)展。一百多年前，電池在內(nèi)燃機(jī)之前就是汽車的動(dòng)力源，電動(dòng)汽車經(jīng)歷了興起、挫折，在今天重又復(fù)興，仿若一個(gè)歷史輪回。
在電動(dòng)車窩在角落暗影的這一個(gè)世紀(jì)，電池借著一種叫做“鋰”的金屬，不斷進(jìn)步，迭代，終于卷土重來。
一 鋰想的興起
一切的故事，都要從鋰元素的發(fā)現(xiàn)說起。
鋰，這個(gè)元素周期表的第一個(gè)金屬元素，從被發(fā)現(xiàn)的那一天起，就那么的與眾不同，仿佛是受到上帝的青睞，注定要成為天選之子。
在所有的金屬中，它最輕，密度低至0.534g/cm3;它最小，原子質(zhì)量小到6.95；它最活潑，極易與外界發(fā)生反應(yīng)。
1818年1月27日，身為礦物勘探愛好者的雅各布·貝采里烏斯（Jo?ns Jakob Berzelius）在他的個(gè)人日記中記錄下了他的最新發(fā)現(xiàn)，并在日后將此記錄通信給自己一位當(dāng)期刊編輯的好友。在他們的通信中，貝采里烏斯將自己新發(fā)現(xiàn)的這種金屬用“Lithion”命名，即希臘文中的“石頭”，后經(jīng)演化成“Lithium”，也就是今天的“鋰”。
即便再偉大的事物，在發(fā)光發(fā)熱之前，都難免要經(jīng)受長(zhǎng)時(shí)間的忍耐與孤獨(dú)。鋰也不例外，從1818年到1913年將近一個(gè)世紀(jì)的時(shí)間里，人們都對(duì)這種閃亮、潔白、易燃的金屬敬而遠(yuǎn)之。
鋰是非?；顫姷膲A金屬元素，能和水以及氧氣反應(yīng)，而且在常溫下就能與氮?dú)獍l(fā)生反應(yīng)。對(duì)于這樣一個(gè)頑皮的家伙,要保存它是十分困難的,它不論是在水里,還是在煤油里,都會(huì)浮上來燃燒，以至于化學(xué)家們最后只好把它強(qiáng)行捺入凡士林油或液體石蠟中。
因?yàn)殇嚨谋４妗⑹褂没蚴羌庸ざ急绕渌饘僖獜?fù)雜得多，所以導(dǎo)致這種金屬長(zhǎng)期沒有得到應(yīng)用。鋰的命運(yùn)似乎注定被永遠(yuǎn)的封印在實(shí)驗(yàn)室和羊皮紙上。
1913年，轉(zhuǎn)折的時(shí)刻終于到來。
當(dāng)時(shí)歐洲正處于即將打響的戰(zhàn)爭(zhēng)陰影之下，但在平靜的大洋彼岸，美國(guó)的兩位化學(xué)物理科學(xué)家吉爾伯特·牛頓·劉易斯（Gilbert Newton Lewis）和弗雷德里克·喬治·凱斯（Frederick George Keyes）在研究為軍方提供更高效的儲(chǔ)能裝置時(shí)，發(fā)現(xiàn)了鋰的電化學(xué)活性出奇的高。
為此他們?cè)O(shè)計(jì)了經(jīng)典的三電極實(shí)驗(yàn)，精確的計(jì)算出鋰的電極電勢(shì)，并且在當(dāng)時(shí)的元素周期表尚不完整時(shí)就大膽預(yù)言，鋰是具有最低電位的電極材料。
他們的先見之明直到今天依然適用，指引著無數(shù)人實(shí)現(xiàn)金屬鋰作為最終負(fù)極這一至高理想。
兩位著名科學(xué)家的論斷至此開創(chuàng)了業(yè)界對(duì)鋰應(yīng)用于電池的極大熱情，即便是整個(gè)一戰(zhàn)也不能阻止。
當(dāng)時(shí)科學(xué)家對(duì)鋰的研究熱情可能超出今天的想象，以至于一種宗教式的虔誠(chéng)情緒普遍出現(xiàn)在嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)界。在當(dāng)時(shí)的學(xué)術(shù)論文中，科學(xué)家們經(jīng)常使用“Holy Grail”（圣杯）這樣的稱謂來指代鋰對(duì)于電池的意義。
圣杯是什么？那是耶穌在受難前的晚上，最后的晚餐中使用的酒杯。
追求圣杯的路途一開始就不順利。由于鋰這個(gè)頑童太過活潑，幾乎沒有什么是它不與其反應(yīng)的。所以找到一種像母親子宮中的羊水一樣的電解液，和諧地與鋰這個(gè)頑童相處也就成了那個(gè)時(shí)代的當(dāng)務(wù)之急。
最終在1958年，來自美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的威廉·西德尼·哈里斯（William Sidney Harris）邁出了關(guān)鍵的一步，他成功地篩選出了兩位有望成為英雄母親的電解液，碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)，并且就鋰在水性電解液和有機(jī)電解液的不同行為展開了論述，最終確立了鋰-有機(jī)電解液這一組合無可撼動(dòng)的地位，直到今天依舊左右著鋰離子電池的發(fā)展。
可也正是這位哈里斯, 在最終EC和PC二選一的抉擇中，認(rèn)為二者電化學(xué)行為一致，故選擇了低熔點(diǎn)的PC。而正是這樣經(jīng)典的錯(cuò)誤引導(dǎo)，使得鋰離子電池的面世推遲了20年。
（PC用于二次電池，與鋰離子電池的石墨負(fù)極相容性很差，充放電過程中，PC在石墨負(fù)極表面發(fā)生分解，同時(shí)引起石墨層的剝落，造成電池的循環(huán)性能下降。但在EC中卻能建立起穩(wěn)定的SEI膜。）
二 鋰想的破滅
哈里斯的重要發(fā)現(xiàn)，使得人們對(duì)金屬鋰應(yīng)用于可充電電池的熱情進(jìn)一步高漲。
在之后的時(shí)間里，固體電解質(zhì)膜（SEI）成為最為重要的發(fā)現(xiàn)。SEI是由金屬鋰和有機(jī)電解液反應(yīng)產(chǎn)生的一層鈍化膜，附著在金屬鋰的表面起著穩(wěn)定和保護(hù)的作用。同時(shí)SEI就像臍帶，能夠來回傳輸電池中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)---鋰離子。SEI的發(fā)現(xiàn)似乎解決了鋰應(yīng)用于可充電電池的所有問題，人們距離得到圣杯看似只有一步之遙。
可是，一個(gè)隱憂像幽靈一樣漂浮在人們的心頭，并最終惹出大禍。
這就鋰想破滅的最重要原因----鋰枝晶。
即便是數(shù)十年后，科技發(fā)展到今天的水平，鋰枝晶仍舊是整個(gè)鋰電行業(yè)人士的噩夢(mèng)。
鋰枝晶的形成太過復(fù)雜，簡(jiǎn)要來說，就是鋰離子這個(gè)頑童在往返家（析出/沉積到鋰金屬上）時(shí)又調(diào)皮了。首先它出門的時(shí)候就不安分，經(jīng)常要把自己的家弄得一團(tuán)糟（結(jié)構(gòu)變化），待到完成任務(wù)之后（充放電循環(huán)），也不整整齊齊地排著隊(duì)各回各家，卻偏偏喜歡湊熱鬧，偏偏幾個(gè)孩子同時(shí)要往一家的門口擠進(jìn)去，結(jié)果就造成了少數(shù)幾家人門口堵塞，排起長(zhǎng)龍，而這條長(zhǎng)龍隊(duì)伍長(zhǎng)度通常在納米級(jí)別，但足以造成巨大的殺傷力，導(dǎo)致電池短路乃至爆炸。
科學(xué)家就把這條納米線成為“枝晶”。
枝晶的對(duì)電池巨大的破壞作用一開始并沒有被發(fā)現(xiàn)，直到有一位勇士做了第一個(gè)吃螃蟹的人，才用血和淚的教訓(xùn)為后人奉上了最慘痛的一課。
這位勇士是一家叫做Moli Energy的加拿大公司。這家公司在1985年推出了AA型的電池，用二硫化鉬作為正極，金屬鋰作為負(fù)極。
Moli Energy公司的鋰電池比能量超過100Wh/kg，其一出手就引起極大震動(dòng)，尤其是當(dāng)時(shí)消費(fèi)電子產(chǎn)品處于飛速發(fā)展的日本。難以計(jì)數(shù)的日本公司與Moli Energy簽訂了合同，購買其革命性的產(chǎn)品。而Moli Energy也趁熱打鐵，與1989年推出其第二代產(chǎn)品，正極采用二氧化錳,負(fù)極繼續(xù)采用金屬鋰。
作為全球第一家商業(yè)化可二次充電的鋰電池的公司，Moli Energy有多火？據(jù)說當(dāng)年就連想進(jìn)軍電動(dòng)車市場(chǎng)的福特都將其囊入了將要投資或收購的目標(biāo)。
可是所有人都沒想到，這款革命性的產(chǎn)品，革的卻是消費(fèi)者和Moli Energy自己的命。
我們可以看看Moli Energy的大起大落：
1988年12月，第一代產(chǎn)品售出兩百萬，主要客戶NEC的掌上電腦和NTT的電話 Moli Energy來到自己的巔峰時(shí)刻；
1989年春，第二代產(chǎn)品發(fā)布；
1989年春，第一代產(chǎn)品出現(xiàn)安全事故（起火爆炸），引起公眾恐慌；
1989年夏，Moli Energy宣布召回所有已出售的產(chǎn)品，并對(duì)受害者提供經(jīng)濟(jì)賠償；
1989年年底，Moli Energy進(jìn)入破產(chǎn)階段；
1990年春，日本電子巨頭NEC收購Moli Energy；
有人可能不理解日本人為什么要收購Moli Energy，這就不得不佩服日本人一貫一根筋軸到死不見棺材不落淚的精神。
我們可以看看，日本人接手Moli Energy后都干了什么事。
首先，NEC宣布要將Moli Energy的產(chǎn)品全部進(jìn)行重新檢測(cè)：
1.按照Moli Energy原有的制造方法制造50萬只電芯，每一只都進(jìn)行X射線掃描檢測(cè)是否有缺陷；
2.將這50萬只電芯進(jìn)行pack組裝，并安裝在手機(jī)上。在低倍率條件下進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間充放電循環(huán)，時(shí)間有多長(zhǎng)？5000次循環(huán)，測(cè)試時(shí)間接近一年半；
最終的檢測(cè)結(jié)果是，幾乎所有手機(jī)電池都出現(xiàn)不同程度的故障和失效，從容量急劇衰減到短路失效甚至極端的起火爆炸都應(yīng)有盡有。
最終NEC宣布永久放棄將金屬鋰負(fù)極用于可充電電池的路線。
一時(shí)間，鋰想破滅。一條康莊大道瞬間變?yōu)槠D難和血腥的荊棘山路。
外界輿論見風(fēng)使舵，立刻對(duì)整個(gè)鋰電池行業(yè)展開了狂風(fēng)暴雨似的口誅伐，負(fù)面評(píng)價(jià)鋪天蓋地。全世界的科學(xué)家及相關(guān)從業(yè)人員進(jìn)入至暗時(shí)刻。沉默百年的金屬鋰，好不容易看到應(yīng)用的前景卻落得如此下場(chǎng)。
整個(gè)業(yè)界也開始對(duì)自身的反思和質(zhì)問：“我們究竟還要走多少彎路，熬過多少苦難，才能實(shí)現(xiàn)金屬鋰的可充電電池？”
三 鋰想的復(fù)興
在Moli Energy安全事故吸引眾人目光之時(shí)，很少有人能冷靜客觀來看待鋰系可充電電池的真實(shí)發(fā)展水平。而正是一小部分人，在喧囂中重新坐回冷板凳，開始苦心孤詣，希望實(shí)現(xiàn)鋰想。
早在Moli Energy輝煌與沒落之前，對(duì)正極材料的研究就取得了重大突破。以邁克爾·斯坦利·惠廷漢姆（Michael Stanley Whittingham）為代表的研究者，清晰地闡明了嵌入/脫出類材料與轉(zhuǎn)化類材料接收鋰離子的根本不同，以及二者對(duì)電池充放電可逆性的重要影響。
總的來說，嵌入/脫出類材料的優(yōu)缺點(diǎn)一開始就研究得十分透徹：它具有優(yōu)異的可逆性（充放電時(shí)最小的結(jié)構(gòu)變化）；同時(shí)能量密度受損（由于主體晶格惰性質(zhì)量和體積）。但由于當(dāng)時(shí)金屬鋰的應(yīng)用仍十分有希望，該成果并未受到重視，甚至發(fā)明者惠廷漢姆和他背后的支持者?？松梨谑凸疽参唇o予多少關(guān)注。
太遺憾了，其實(shí)他們的首創(chuàng)成果，二硫化鈦?zhàn)稣龢O-鋰鋁合金做負(fù)極的電池已經(jīng)十分接近今日熟悉的鋰離子電池模型，他們勇敢的邁出了讓電池中不存在純金屬鋰這一步。這種模型下的電池具有不可思議的穩(wěn)定性，靜置35年以后，仍能保持50%以上的初始容量。
惠廷漢姆之后有了一個(gè)響亮的名號(hào)：“可充電鋰離子電池的創(chuàng)始之父”。
惠廷漢姆和?？松梨诘慕茏?
但能量密度低的問題依然困擾著惠廷漢姆，無論他采用二硫化鈦或者二硫化鉬作為正極材料，都無法突破電池電壓徘徊在2V左右的尷尬處境。
另一條賽道上，受到大師們?cè)谡龢O材料研究成果的鼓舞，以及Moli Energy的悲慘故事。大家對(duì)金屬鋰用于負(fù)極有了更多理性的看法，相應(yīng)的研究思路發(fā)生轉(zhuǎn)變。
首先值得注意的是奧伯恩（J.J.Auborn） 和巴爾貝里奧（Y.L.Barberio）的工作，他們改變了以往鋰離子只能儲(chǔ)存在負(fù)極的刻板想法，提出雙插入配置式的電池結(jié)構(gòu)，即正負(fù)極都應(yīng)該采用可以嵌入/脫出鋰離子的層狀結(jié)構(gòu)材料。
這樣的電池結(jié)構(gòu)可以使鋰離子在最初全部處于正極而非負(fù)極，即整個(gè)電池處于放電（低能量）狀態(tài)。
這種精巧的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)避免了一個(gè)非常嚴(yán)重的問題：嵌入了鋰離子的負(fù)極材料對(duì)環(huán)境濕度和電解液都十分活潑，這也是今日電池制造過程中化成工藝存在的理論基礎(chǔ)，一種逐步的負(fù)極電化學(xué)嵌鋰行為，伴隨著SEI膜在負(fù)極表面的逐步形成，是更安全和可靠的。
更重要的工作毫無疑問是出自約翰·班尼斯特·古迪納夫（John Bannister Goodenough）之手,他的三次飛躍式突破徹底讓鋰離子電池迎來曙光。鈷酸鋰、錳酸鋰、磷酸鐵鋰均出自這位大師之手。
古迪納夫大師也很坦誠(chéng)，說自己受到惠廷漢姆極大的啟發(fā)，將正極材料的選擇范圍由過渡金屬硫化物變?yōu)檫^渡金屬氧化物，這樣就既保證了正極材料在高電位的穩(wěn)定性，又提高了全電池的電壓。
大師們的工作讓飽受質(zhì)疑的鋰電池行業(yè)在搖搖欲墜中維持了聲譽(yù)，現(xiàn)在需要更多的人參與進(jìn)來，推進(jìn)這最后一公里。
1989年Moli Energy的召回事件迅速改變了研究者和公司對(duì)雙插入配置式的電池結(jié)構(gòu)的看法。其中，日本的電子行業(yè)的兩大巨頭索尼電子和三洋都在尋求更高能量密度的電池來支撐飛速發(fā)展的便攜式電子產(chǎn)品。
在正極的問題基本解決后，攻克負(fù)極這一難題成為重中之重。
首先引起業(yè)界研究者關(guān)注的層狀材料就是碳家族材料，碳家族材料有著低電位、高容量和資源豐富等一系列先天優(yōu)勢(shì)，讓它們迅速成為鋰電業(yè)界關(guān)注的寵兒。
1986年，日本石化巨頭朝日化學(xué)的一個(gè)研究小組采用了鈷酸鋰作為正極，石油焦炭作為負(fù)極，溶解有高氯酸鋰的PC作為電解液組裝出第一個(gè)電壓接近4V的可充電電池，并且合理地選擇了鋁和銅分別作為正負(fù)極的集流體。
足球已經(jīng)踢到門線上了，只差最后輕輕一推。
1987年1月，朝日化學(xué)與索尼電子簽署了保密協(xié)議，向后者展示了他們的最新的研究成果，被索尼立刻花重金買了下來。終于，鋰離子電池邁出了產(chǎn)業(yè)化的最后一步。
幾乎在交易達(dá)成的同時(shí)，索尼內(nèi)部至少成立了六只技術(shù)攻關(guān)小組，采用類似賽馬的機(jī)制進(jìn)行技術(shù)開發(fā)。他們將負(fù)極材料從石油焦炭換成石墨，把電解液材料重新?lián)Q成了被拋棄20年之久的EC。
終于，完成了最后的突破。
鋰離子電池時(shí)代，終于到來。
1990年2月14日這一天，索尼正式對(duì)外發(fā)布了一款全新的鋰離子可充電電池。這款電池的優(yōu)良性能震撼了世界：4.1V的電壓，80 Wh / kg的質(zhì)量能量密度，200 Wh / L達(dá)到了體積能量密度，對(duì)當(dāng)時(shí)流行的鎳鎘電池幾乎是壓倒性的優(yōu)勢(shì)。
索尼公司最重要的創(chuàng)舉是建立了鋰電行業(yè)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，這就是大名鼎鼎的18650圓柱型電池。最初18650電池是為索尼CCD-TR1 8毫米攝錄一體機(jī)設(shè)計(jì)的， 65毫米的長(zhǎng)度由攝像機(jī)的寬度定義，因此它可以由一個(gè)成人手掌保持。而直徑18毫米是允許的最大尺寸，通過安全計(jì)算，對(duì)于電池容量為1000~1300mAh，在這樣的直徑下不會(huì)發(fā)生熱失控。
盡管日后鋰電技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，電池容量持續(xù)增大以及應(yīng)用場(chǎng)景不斷多元化，但這種獨(dú)特的外形卻沿用至今，即使在今天仍舊是消費(fèi)電子產(chǎn)品中不可或缺的零部件。
四 曲折之路
1995年11月4日凌晨，就在索尼的鋰離子電池在全球市場(chǎng)大殺四方，其在日本本土的工廠加足馬力拼命產(chǎn)量爬坡的節(jié)骨眼上，位于福島縣郡山市的鋰離子電池第3工廠著了一場(chǎng)大火。
這場(chǎng)大火造成的后果堪稱空前的慘重，超過100萬塊電池被燒毀。更糟糕的是還遠(yuǎn)不止如此：社會(huì)輿論對(duì)鋰離子電池的話鋒開始發(fā)生逆轉(zhuǎn)，這節(jié)小小的圓柱形電池，不再是為電子數(shù)碼產(chǎn)品提供能量的有著遠(yuǎn)大前景和光明未來的明日之星，而是一個(gè)個(gè)隨時(shí)可能起火爆炸的“危險(xiǎn)的惡魔”。
剛剛生根發(fā)芽，還未含苞待放的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)面臨著自誕生以來最大的一次生存危機(jī)。當(dāng)年Moli的悲劇即將再現(xiàn)，一旦被扣上“危險(xiǎn)品”的帽子，不僅意味著索尼的電池業(yè)務(wù)有可能在瞬間土崩瓦解，日本乃至全球的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)或許也將覆滅。
1995年索尼群山工廠大火
歷史總是如此相似。當(dāng)年Moli電池起火，導(dǎo)致NEC徹底停止了鋰電池的生產(chǎn)和研發(fā)。而彼時(shí)鋰離子電池的命運(yùn)，也就取決于索尼公司的一念之差。
起初，索尼懷疑在電池測(cè)試的過程中發(fā)生的意外引發(fā)火災(zāi)，但多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)并沒有發(fā)現(xiàn)明顯的失火可能。最終，調(diào)查組發(fā)現(xiàn)是由于工廠為了降低成本，老化測(cè)試室和充放電室里沒有采用阻燃性的托盤材料，才最終導(dǎo)致意外產(chǎn)生的小火花會(huì)瞬間蔓延開來。
在事故發(fā)生9個(gè)月后，索尼方面與東京消防廳交涉。經(jīng)過長(zhǎng)達(dá)4個(gè)小時(shí)的討論，雙方終于得出了鋰離子電池不屬于危險(xiǎn)品的結(jié)論。稚嫩的鋰離子電池，終于逃脫了夭折的厄運(yùn)。
要想人前顯貴，必定人后遭罪。索尼在鋰離子電池上吃的虧，說多了都是淚。在這次觸目驚心的事故后，痛定思痛的索尼對(duì)自己痛下殺手，開發(fā)出了多種針對(duì)鋰電池內(nèi)部缺陷的安全測(cè)試項(xiàng)目以及相應(yīng)的保障措施。
其中就有，直至今天都堪稱鋰離子電池測(cè)試項(xiàng)目中最嚴(yán)苛的針刺檢測(cè)（直至今天，三元鋰電池都沒有通過針刺測(cè)試，中國(guó)則直接取消了該檢測(cè)項(xiàng)目）。索尼制定出的安全檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)有多變態(tài)？其要求所有的測(cè)試都必須在最嚴(yán)格最苛刻的條件下進(jìn)行，其中包括用釘子打穿電池也要保證不冒煙不起火，這甚至讓當(dāng)年的監(jiān)管部門都感到震驚。
日本人對(duì)待技術(shù)的嚴(yán)苛獲得了豐厚回報(bào)，即使在今天，日本鋰電池公司的技術(shù)水準(zhǔn)也是全球公認(rèn)的NO.1，毫無爭(zhēng)議。
自此之后，鋰離子電池的商業(yè)化道路上開始一帆風(fēng)順，助力全球消費(fèi)電子產(chǎn)品的性能實(shí)現(xiàn)了突飛猛進(jìn)式的飛躍。時(shí)年，美國(guó)最大的個(gè)人電腦生產(chǎn)商戴爾推出了一款配備了18650鋰離子電池的筆記本電腦，宣傳語就是“我們的筆記本可以在飛機(jī)上從紐約用到洛杉磯”。
憑借著在這個(gè)革命性產(chǎn)品上的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，讓已然是全球消費(fèi)電子巨擘的索尼的事業(yè)更上了一個(gè)新臺(tái)階。自那以后，索尼在世界鋰離子電池行業(yè)內(nèi)的地位與日俱增，以索尼為代表的日本消費(fèi)電子業(yè)更是在整個(gè)上世紀(jì)90年代橫掃全球，一時(shí)間風(fēng)光無限。
而消費(fèi)電子行業(yè)也一躍成為與汽車、家電并列的日本經(jīng)濟(jì)三大支柱。鋰離子電池的成功商業(yè)化，不僅為索尼公司帶來豐厚的回報(bào)，更給剛剛進(jìn)入“失去的二十年”所有日本人看到經(jīng)濟(jì)再次騰飛的希望。
但歷史有時(shí)就是這么的奇妙。就像日本曾經(jīng)引以為傲的面板產(chǎn)業(yè)濫觴于美國(guó)，發(fā)展于日本，鼎盛于韓國(guó)，如今又輪到成為中國(guó)的主場(chǎng)。索尼和他的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)，終究也沒能逃脫這風(fēng)水轉(zhuǎn)換的宿命般。
五 興衰交替間
1997年12月，日本愛知縣的豐田工廠里，一輛代號(hào)為NHW10的普銳斯緩緩駛下生產(chǎn)線。至此，全球汽車產(chǎn)業(yè)開始走進(jìn)新能源時(shí)代。
直到2013年第二代普銳斯之前，在全球銷售了12.3萬輛的第一代普銳斯上搭載的都是松下為其生產(chǎn)的圓柱形鎳氫電池。
2008 年 2 月，特斯拉交付了第一輛Roadster?，F(xiàn)在世人都知道：這開創(chuàng)了足以影響后世的電動(dòng)汽車時(shí)代，但更少的人才知道，特斯拉還開創(chuàng)了鋰離子電池作為動(dòng)力電池應(yīng)用在電動(dòng)汽車上的先例。
與此同時(shí)，打輸了鎳氫電池專利官司的豐田，開始全面轉(zhuǎn)向鋰離子電池陣營(yíng)。
今天，將近30萬輛底盤上裝有7000~9000節(jié)18650圓柱電池的特斯拉已經(jīng)在世界各地的道路上馳騁著。
特斯拉用的正是松下的電池，而憑借著特斯拉以及全球新能源汽車的日漸崛起的東風(fēng)，松下一躍成為當(dāng)今鋰電產(chǎn)業(yè)版圖中最重要的一支力量。
特斯拉和松下之間，那是另一個(gè)故事。
2016年，日本最大的電子元件生產(chǎn)商之一村田收購了索尼的電池業(yè)務(wù)。在推出世界第一款商用鋰離子電池的25年之后，索尼以區(qū)區(qū)1.6億美元的作價(jià)向自己開創(chuàng)的這個(gè)行業(yè)說了再見。
當(dāng)年，全球鋰電池產(chǎn)值達(dá)到1850億元，其中用于新能源汽車的動(dòng)力電池占了近500億元。
直到今天，全球鋰電市場(chǎng)依舊以不低于20%的年均增長(zhǎng)率高速成長(zhǎng)，其中動(dòng)力電池更是連年實(shí)現(xiàn)了令人咋舌的超過50%的增長(zhǎng)，并且這一勢(shì)頭還將在未來很長(zhǎng)的一段時(shí)間里持續(xù)下去。
但這些，都與商用鋰離子電池的鼻祖索尼無緣。那么，索尼為何在這次近十年來風(fēng)起云涌的動(dòng)力電池-新能源汽車產(chǎn)業(yè)大潮中銷聲匿跡？而曾與索尼在消費(fèi)電子行業(yè)搏殺得難解難分的松下，卻如何能夠一躍成為這個(gè)朝陽行業(yè)的一方諸侯呢？
這其中的故事，還得回到1990年代，那個(gè)大變革開啟的十年說起。
眼看著隔壁的日本在消費(fèi)電子領(lǐng)域憑借鋰離子電池大殺四方，韓國(guó)人首先坐不住了。在韓國(guó)政府的扶持下，三星SDI、LG化學(xué)和SK創(chuàng)新三家韓企在巨額補(bǔ)貼的加持下，從3C電池殺入來了個(gè)彎道超車，一舉擊潰日本的消費(fèi)電子行業(yè)。以三星為代表的“反周期”戰(zhàn)術(shù)在全球市場(chǎng)上大行其道，一時(shí)間，索尼、三洋、村田等曾經(jīng)睥睨天下的傳統(tǒng)實(shí)力派選手被打的暈頭撞向，找不到北。
日本人驚呼：“狼來了！”
可是就算狼真的來了，能吃掉的也只會(huì)是羊。想當(dāng)年，索尼不也是踩在Moli Energy這樣先烈的尸骨上才走到今天嗎？日本人應(yīng)該明白，商業(yè)的世界本就如同戰(zhàn)場(chǎng)一般殘酷，優(yōu)勝劣汰的法則永遠(yuǎn)都在發(fā)揮作用。有時(shí)候，一頭狼和一只羊會(huì)在瞬息之間完成角色的轉(zhuǎn)換。
所以令人唏噓的是，鋰離子電池商業(yè)化的鼻祖卻在鋰電池將要在新能源汽車大放異彩的黎明時(shí)分，誤判了形勢(shì)，最終被國(guó)內(nèi)同行松下，以及后起之秀韓國(guó)三星SDI、LG化學(xué)，以及更后起的中國(guó)公司攻城略地，在市場(chǎng)上節(jié)節(jié)敗退，到了2008年的全球金融危機(jī)之后，幾乎已處于元?dú)獗M失的狀態(tài)。
2008年以后，痛苦的不僅僅只有索尼，松下也一樣身處水深火熱之中。直到2013年起開始絕地反彈之前，松下都在“連續(xù)兩年虧損超過7500億日元”的至暗時(shí)刻里深陷。
松下在2008~2013年這段最艱辛而又陰暗的時(shí)間里慢慢積蓄力量，為日后的崛起開始打基礎(chǔ)，其中關(guān)鍵一步就是對(duì)三洋電機(jī)的收購。
雖然在與來自中國(guó)的比亞迪的競(jìng)爭(zhēng)中落敗，但三洋在鋰電池領(lǐng)域的技術(shù)積淀卻不是蓋的。所以，松下在此后的幾年里一邊裁撤電視面板、手機(jī)等虧錢業(yè)務(wù)，一邊把最主要的精力放在對(duì)三洋電池技術(shù)的整合消化和吸收上。松下對(duì)形勢(shì)的判斷是，鋰電池將迎來電動(dòng)汽車和儲(chǔ)能市場(chǎng)的春天。
在關(guān)鍵時(shí)刻，松下選對(duì)了特斯拉，或者說是特斯拉成就了松下。
2011年，松下與特斯拉初步接觸。
2013年10月31號(hào)，雙方簽署了為期四年的鋰離子電池供應(yīng)合同。從2013~2017年，松下向特斯拉累積供應(yīng)超過20億節(jié)鋰電池，價(jià)值達(dá)70億美元。
史無前例的天量訂單，為松下日后擺脫困境，走向全球動(dòng)力電池霸主打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
2014年，馬斯克對(duì)外宣稱：“松下就是特斯拉的心臟?！蓖辏趦?nèi)華達(dá)州開建超級(jí)電池工廠gigafactory。
事實(shí)證明，松下和特斯拉的合作的選擇是正確并且具有開創(chuàng)意義的。這段合作第一次證明了普通的18650鋰離子電池也可以用在電動(dòng)汽車上。
這樣看似離經(jīng)叛道的做法徹底震撼了全球汽車行業(yè)。從特斯拉的首款跑車Roadster，到風(fēng)行全球的豪華電動(dòng)車Model S/X，再到幫助特斯拉實(shí)現(xiàn)Q3季度盈利的model 3。
短短幾年時(shí)間，特斯拉和松下聯(lián)手，完成了一個(gè)對(duì)于汽車廠商而言幾乎是不可能完成的難題：電動(dòng)汽車，終于不是幻想，而是切實(shí)可行的理想。
2017年，全球鋰電池的出貨量達(dá)到143.5Gwh，市場(chǎng)規(guī)模超過2000億，其中中國(guó)以一國(guó)之力生產(chǎn)和消費(fèi)了其中的六成比例。2018年，全球鋰電池出貨量將超140GWh，產(chǎn)值超過2300億。
未來，得益于新能源汽車突飛猛進(jìn)的拉動(dòng)作用，全球鋰電池出貨量將在2020年突破250GWh，在2022年突破400Gwh。
今天，日本仍舊掌控著鋰電最核心的技術(shù)和人才儲(chǔ)備，韓國(guó)四大材料布局全面且制造工藝領(lǐng)先，中國(guó)則攜巨大的市場(chǎng)規(guī)模優(yōu)勢(shì)大殺四方。未來的全球鋰電市場(chǎng)，中日韓必將迎來一戰(zhàn)。
而在看得到的將來，我們也依稀看到些許的固態(tài)電池的曙光。
后記
2014年10月15日，新加坡。
一眾科技精英、行業(yè)大佬、政商高層在此召開全球高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)峰會(huì)。在這次會(huì)議上，全球最大的行業(yè)咨詢公司Frost &Sullivan做了題為“面向2020，改變已知世界的新趨勢(shì)”的長(zhǎng)篇報(bào)告。
報(bào)告試圖解決一個(gè)長(zhǎng)久以來爭(zhēng)論不休的問題，那就是在過去50年歷史，人類浩如煙海的眾多偉大發(fā)明創(chuàng)造和科學(xué)發(fā)現(xiàn)中，誰才是第一。
這份報(bào)告援引眾多數(shù)據(jù)，從市場(chǎng)規(guī)模，受影響行業(yè)廣度及深度等諸多方面，為一干重大發(fā)明排了座次。其最終結(jié)果是，鋰離子電池力壓晶體管、個(gè)人計(jì)算機(jī)名列第一。
從鋰想的興起、破滅、再到復(fù)興，歷史走過了一百多年的歲月，人類對(duì)高效儲(chǔ)能裝置的追求卻從未停止，在當(dāng)下電動(dòng)汽車的巨大浪潮之下，本文希望通過對(duì)鋰離子電池全景式的梳理，能夠起拋磚引玉的作用，引起更多人深入的思考，加速出行電動(dòng)化的轉(zhuǎn)變。
謹(jǐn)以此文致敬 世界鋰電池產(chǎn)業(yè)歷史上的每一個(gè)開創(chuàng)者和推動(dòng)者：
雅各布·貝采里烏斯（Jo?ns Jakob Berzelius）——發(fā)現(xiàn)礦物中的鋰，并命名；
吉爾伯特·牛頓·劉易斯（Gilbert Newton Lewis）和弗雷德里克·喬治·凱斯（Frederick George Keyes）——精確計(jì)算出鋰的電極電勢(shì)，引起鋰電池研究熱潮；
威廉·西德尼·哈里斯（William Sidney Harris）——確立有機(jī)電解液體系更適合鋰電池；
米歇爾·阿爾芒（Michel Armand）——提出嵌入/脫出的搖椅式概念，闡明鋰電池、鋰離子電池的工作原理；
邁克爾·斯坦利·惠廷漢姆（Michael Stanley Whittingham）——比較嵌入/脫出類材料與轉(zhuǎn)化類材料根本不同，為鋰離子電池電極材料選擇提供指導(dǎo)；
奧伯恩（J.J.Auborn） 和巴爾貝里奧（Y.L.Barberio）——電池設(shè)計(jì)思路轉(zhuǎn)變，打破鋰只能預(yù)先存儲(chǔ)在金屬鋰中這一刻板印象，將鋰源由負(fù)極變?yōu)檎龢O。使電池一開始處于低能量的放電狀態(tài)，原理上保障了安全；
約翰·班尼斯特·古迪納夫（John Bannister Goodenough）——將正極材料由過往的金屬硫化物調(diào)整為含鋰金屬氧化物，成功發(fā)明可商業(yè)化的鋰離子電池正極材料；
杰夫·達(dá)恩(Jeff Dahn)——三元正極材料發(fā)明人；
吉野彰（Yoshino akira）——在碳材料家族中，成功應(yīng)用石墨作為鋰離子電池負(fù)極材料；
多倫·奧巴赫（Doron Aurbach）——電解液大師，對(duì)SEI膜形成和組分有著深入研究；
讓-馬里·塔拉斯（Jean-Marie Tarascon）——首創(chuàng)鋰離子聚合物電池；
吳浩青——中國(guó)“鋰離子電池之父”，中國(guó)電化學(xué)的開拓者；
陳立泉——863計(jì)劃二次鋰電池專題負(fù)責(zé)人，主導(dǎo)建成中國(guó)第一條鋰離子電池中試生產(chǎn)線。
文：Michael Li 丨燕十七
作者微信：99771985
參考文獻(xiàn)：
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