全球經濟的發展已經進入到了“創新驅動”的階段,這在鋰電產業鏈上體現得更為明顯。這種創新,包括技術創新、生產方式創新、營銷模式創新等各方面。創新的目的在于為消費者提供性價比更高的產品,或是讓消費者更快地接受。誰實施了創新,走在了其他企業的前面,誰就能獲得比別人更大的發展機會。
全球鋰電產業格局現階段主要是中日韓三國之間的競爭,因其在未來電動汽車和智能電網領域的重要性,美歐也欲全力擠入。目前,各自均在“創新驅動”方面狠下功夫:日本企業希望保持技術領先一步的同時在市場創新方面努力;韓國企業將成本戰略運用得游刃有余的同時跟蹤日本的新技術開發;中國企業在努力開拓替代市場以轉移韓國企業的成本競爭壓力;歐洲企業寄希望于鋰硫電池等下一代二次鋰電池;美國寄希望于鋰硫電池的同時,希望在下一代鋰離子電池領域取得某個點的突破。下面是本期部分內容摘要:
日本企業的優勢在于技術領先,這是中韓企業短期內難以趕超的,需要繼續利用好這一優勢。經過這幾年的狀況,日本企業已經痛苦地得出結論:要想維持生存和發展,就只能通過持續不斷的技術創新走在韓國企業的前面,在每一項具體技術發散之前就賺取到足夠的利潤,然后才有資本與韓國企業打價格戰。
就鋰離子電池技術而言,目前正處于向下一代鋰離子電池技術過渡的階段,二者的區分主要就是看電池能量密度是否超過250Wh/kg。鑒于鋰離子電池能量密度的提高,關鍵在于材料技術,因此,下一代鋰離子電池技術開發的核心工作是材料,特別是正極材料、負極材料、電解質材料和隔膜材料這四大關鍵材料,其中正極材料是重中之重。在正極材料技術的開發上,日本已經形成了一個較為完整的體系,見圖1,研發熱點是那些能量密度在200mAh/g以上的正極材料技術。目前在產業領域,正極材料技術開發的熱點是NCA材料和富鋰錳基材料(OLO,亦即固溶體類正極材料)。特別是后者,因其能量密度在250mAh/g以上而更受關注。
從圖1可以看到,理論能量密度比OLO更高的正極材料還有很多,如Li2MPO4F、LiMSiO4、有機化合物等,特別是有機化合物,理論容量最大可達到近1,000mAh/g。而且不使用重金屬。因此具備重量輕,資源限制少的優勢。不過,有機化合物正極材料的理論能量密度雖然很高,但是鋰電位卻比較低,大多只有2~3.5V。因此,要想實現與目前的鋰離子電池相同的能量密度,至少要找到具備400~600mAh/g容量的有機化合物。目前也有很多日本企業在這方面努力,其中就包括松下、本田、村田制作所(Murata,電子零件專業制造商,已深入鋰電領域)等知名企業。
要堅持在技術方面領先一步,當然就不能局限在鋰離子電池領域,而應該放眼整個二次鋰電池。二次鋰電池主要有兩大類,一類是正極材料采用含鋰的氧化物的電池,就是現在的鋰離子電池;另一類是負極材料采用金屬鋰的電池,這一類電池主要包括鋰硫電池和鋰空氣電池,以及目前尚未統一名稱的一些新型二次鋰電池,F階段市場占據絕對統治地位的是鋰離子電池。中國電池雜志-中國電池網戰略合作機構——真鋰研究認為,二次鋰電池的發展方向總體上沿著“鋰離子電池→鋰硫電池→鋰空氣電池”的道路前進。
不過,日本企業總體上還是將工作重心放在了下一代鋰離子電池技術的開發上,通過前面的介紹也可以看到,日本企業認為,開發出能量密度達600mAh/g的有機化合物正極材料(目前能量密度較高的鈷酸鋰材料也不過150 mAh/g左右)技術,還是不難辦到的。如果能開發出離子電導率達10-2S/cm的固態電解質技術,也可以使鋰離子電池的能量密度大幅度提高。
在降低制造成本方面,日本也一直在努力。在鋰電產業鏈中,之前只有日本的鋰離子電池企業為了降低制造成本而不斷將產能轉移到中國大陸,在材料的采購上頁經歷了一個由采購日本材料企業的產品到采購中國材料企業產品的過程,這些都是為了與韓國企業競爭而被迫采取的策略。基于此,日本的一些有識之士不斷呼吁日本企業要具有更大的冒險精神,鼓勵日本的材料企業甚至設備企業到中國去生產,以支持本國鋰離子電池企業的發展。目前已有不少日本材料企業前往中國沿海地區設廠,如三菱化學(MCC)、旭硝子清美化學(AGC Seimi Chemical)、宇部興產(UBE)、三井化學(Mitsui Chem.)、JFE化學、日立化成(Hitachi Chem.)等等;不過,鋰離子電池制造設備方面目前尚無相關消息,以日本人普遍保守的心態加上近期糟糕的中日關系,估計近幾年也不會有相關消息傳出。
日本材料企業向中國轉移產能,在一定程度上可以降低制造成本,但要看成本降低的幅度是否足夠對韓國企業形成一定的競爭力才行。日立化成僅僅把負極材料生產的后工序放在煙臺,它認為只有這樣才不會造成技術外泄,但是,這么保守的做法并不能降低多少成本。因此,松下和索尼是否會買賬,還是個問題。三菱化學的態度相對開放一些,它的發展前景也可能更好一些。不過,不管持有什么態度,這些日本材料企業目前基本上都是將產能遷往中國沿海地區,而現階段中國沿海地區的制造成本日益高漲,就連中國企業都受不了成本的壓力而在考慮將工廠內遷。中國電池雜志-中國電池網戰略合作機構——真鋰研究認為,日本企業的這些努力并不足夠。
2012年中國鋰離子電池電芯企業前9強(以產銷量計) 單位:萬kWh
對于現有這一代鋰離子電池及其材料,日本企業之前確定主攻高端市場,但為擴充產能而投入的龐大資金,因市場慘淡而在短期內很難回收。市場慘淡的主要原因就在于電池性能難以滿足需求。現在,很多日本企業正在考慮轉移目標市場,向那些側重價格的中低端市場進軍。日本鋰離子電池和材料企業都正在努力降低制造成本,就是為了這個目標而去的。不過,在降低目標市場的要求的同時,日