中国储能锂电池产量已是全球之首-广东安电能源科技有限公司 锂电池厂家

中国储能锂电池产量已是全球之首

从2018年全球电动汽车电池企业市场份额的排名情况来看,前10名中排名第一的是宁德时代,就是CATL,第2名是日本的松下公司,第3名是比亚迪,一共10名。2018年,中国有6个锂电池企业位居动力电池世界市场占有率前十。宁德时代是百分之37.23%,稳居第一,日本松下公司只有21.54%,排名第二,但是差十几个百分点。

中国锂离子电池产量为什么能够世界第一?这要从开始来讲起。

中国锂电池研究并不晚,几乎和世界同步。1976年的圣诞节之前,科学院派遣我到西德。那个时候德国还没有统一,东德、西德是分开的。我到西德斯图加特马普固体所进修,当时我很快发现他们全所上下都在研究氮化锂晶体的性能,我感到很奇怪,为什么大家对氮化锂这么感兴趣?当时才知道氮化锂是一个离子导电的材料,据说是一种叫超离子的导体,可以用来作汽车的电池。我听到这句话之后马上在脑子里想了一下,我是不是要改方向。

他们的研究所有个开门办所,有一天对社会开放,他们就把这个氮化锂,这一个类似于扣子似的小电池摆在桌子上,旁边放了一个铅酸电池。我一看,一个铅酸电池很沉,一个扣式电池很轻。我就想这个东西的确是很有用的,所以我马上就给国内所里打报告,我说我要改行,从晶体生长改到新的学科,叫固体离子学。大概一个月以后,所里给我回信,允许我改行。回国以后,科学院非常支持把这个项目给物理所,说应该给这个年轻人建个研究室,所以很快就成立了一个固体离子学实验室。这是当时国内第一个固体离子学实验室,也是物理所最小的一个实验室。我从事的工作就是锂离子导体和锂电池研究。

1991年索尼公司宣布产业化以后,物理所迅速跟进了。当时我们就在思考怎样能够迈出产业化的第一步。我们做研究的单位是把钱变成知识,如果投资的单位是把技术变成钱。怎么想办法能把知识变成技术,就是怎么能够衔接上,我们提出了一个思路,就说能不能想办法让研究单位往前走几步,让投资单位往前走几步,我们在“桥”中间会合。所以就找了一个投资方,1993年签订了一个A型锂离子电池的研究开发协议,投资方给的经费是10万元钱,同时更重要的是派了三个人来。这三个人当时对我们有很大支持,因为当时实验室我就一个硕士生,人手很缺乏。

很快1995年第1块锂电池就从中科院物理所诞生了。当时的这个手机叫“大哥大”,可能年纪稍稍大一点知道,“大哥大”就是像一个砖头一样的一个手机,当时拿个“大哥大”是一种身份的象征。A型锂离子电池就是“大哥大”的电池。中科院鉴定以后认为,当时这个水平达到世界先进水平,可以再进一步往下走,这就是当时我们在实验室怎么样从知识变成了技术,走出了这一步。

现在有一种观点说锂电池是日本人发明的,中国在锂电池方面技术不行,只是在应用水平上比较领先。锂离子电池的发明肯定不是日本人,要不诺贝尔奖怎么是给两个美国人和一个日本人。所以说锂离子电池是日本人发明的这个话不完全对,可以说锂离子电池是日本人先产业化的,这句话是对的。

我们可以从这张图看得出来,日本人最早1991年宣布产业化,市场占有率是100%,然后一直往下掉,现在还在往下掉。连索尼公司都不做锂离子电池了,它的锂离子电池卖给了另外一个公司。韩国人跟中国人是往上走的,到2014年我们中国的动力电池、锂电市场份额已经超过了日本跟韩国,处于世界的第一位,现在还在往上升。

我们锂电池技术从目前发展的情况来看是不错的。实际上是学术界、工程界和产业界的一个合作,是研究院所和大学的通力合作,高度重视原始创新、基础研究和应用研究紧密结合,加快研究成果的产业化进程。

Goodenough(约翰·古迪纳夫)发现了普遍使用的正极材料钴酸锂还有磷酸铁锂,但这两种材料都有缺点。钴酸锂实际上只能取出0.5摩尔的锂,而磷酸铁锂实际上是个绝缘体,都有缺点。我们想办法找出它的缺点,然后通过理论计算和试验相结合进行了改性并且取得了专利权,这个专利权对于我们锂离子电池的发展起了非常重要的作用。

前几年比利时的五矿公司要到中国来收锂离子正极材料知识产权费,据说是一吨要收5万。做钴酸锂三元材料大概一吨的利润可能也不到5万,他们就到海淀知识法庭把我们告了,后来中国的做正极材料的企业联合物理所和他们庭外和解,因为我们有这个专利,所以他们再也没有提要收专利费的问题。看得出来,不是我们的原创材料,但是我们做了工作,我们也申请了我们的专利,对于保护我们自己的企业是很有好处的。

第二个例子就是磷酸铁锂。它是个绝缘体,我们通过理论计算,它是个一维的离子导体,如果说你在锂位掺上铬这种大的离子的话,就把这个锂的通道堵塞了,这样是不行的,没法用。后来就有人又提出来一个在铁位掺钠。铁位掺钠的时候,颜色变黑了,电导率也提高了几个数量级,它的离子电导率和电子电导率都挺好。所以法国和德国科学家认可这个工作,这是唯一的一条可行的路,打破了国外的原始专利对磷酸铁锂材料的垄断。这样才有我们现在各锂电池企业在相当大量地使用磷酸铁锂材料,不受国外知识产权的影响。

从这两个例子可以看得出来,虽然我们没有做原始创新,但是我们给它改性、再创新了,也是非常重要的。

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