Op die oggend van 21 April 2014 het muskus per privaatvliegtuig in Beijing Qiaofu Fangcao valskerm gespring en na die Ministerie van Wetenskap en Tegnologie van China gegaan vir die eerste stop om die toekoms vir Tesla se toetrede tot China te verken.Die ministerie van wetenskap en tegnologie het Tesla nog altyd aangemoedig, maar hierdie keer het musk die deur toegemaak en die volgende antwoord gekry: China oorweeg die belastinghervorming van elektriese voertuie.Voor die voltooiing van die hervorming sal modelle steeds 25%-tarief moet betaal soos tradisionele brandstofvoertuie.

Musk beplan dus om deur die geek Park-innoveerdersberaad te "skree".In die hoofsaal van Zhongshan-konsertsaal het Yang Yuanqing, Zhou Hongyi, Zhang Yiming en ander op die verhoog gesit.En muskus het agter die verhoog gewag, sy selfoon uitgehaal en getwiet.Toe die musiek klink, stap hy na die verhoog, juig en toejuig.Maar toe hy terugkom na die Verenigde State, het hy getwiet en gekla: "in China is ons soos 'n kruipende baba."

Sedertdien was Tesla al verskeie kere op die rand van bankrotskap, aangesien die mark oor die algemeen lomp is en die distokie-probleem gelei het tot 'n halfjaar lange kliëntinvorderingsiklus.Gevolglik het muskus ineengestort en het selfs dagga lewendig gerook en elke dag in 'n fabriek in Kalifornië geslaap om vordering te monitor.Die beste manier om die kapasiteitsprobleem op te los, is om superfabrieke in China te bou.Vir hierdie doel het Musk in sy toespraak in Hong Kong gehuil: vir Chinese kliënte het hy selfs geleer om wechat te gebruik.

Tyd vlieg.Op 7 Januarie 2020 het muskus weer na Sjanghai gekom en die eerste bondel huishoudelike model 3-sleutels aan Chinese motoreienaars in die Tesla Shanghai Super-fabriek afgelewer.Sy eerste woorde was: Dankie aan die Chinese regering.Hy het ook 'n rugvryfdans op die plek gehad.Sedertdien, met die skerp prysverlaging van binnelandse model 3, het baie mense binne en buite die bedryf met afgryse gesê: die einde van China se nuwe energievoertuie kom.

Tesla het egter die afgelope jaar grootskaalse omrolvoorvalle ervaar, insluitend batteryspontane ontbranding, enjin buite beheer, dakvenster wat wegvlieg, ens. En Tesla se houding het “redelik” of arrogant geword.Onlangs, weens die kragonderbreking van nuwe motors, is Tesla deur die sentrale media gekritiseer.Relatief gesproke, Tesla battery krimp probleem is baie algemeen, motor eienaars op die internet om die stem ook aan die kaak stel een na die ander.

In die lig hiervan het die staatsorgane amptelik opgetree.Onlangs het die Algemene Administrasie van marktoesig en ander vyf departemente onderhoude gevoer met Tesla, wat hoofsaaklik probleme behels het soos abnormale versnelling, batterybrand, afgeleë voertuigopgradering, ens. Soos ons almal weet, word huishoudelike litium-ysterfosfaatbatterye basies in huishoudelike model 3 gebruik .

Hoe belangrik is litiumbattery?As ons terugkyk op die verloop van industriële ontwikkeling, begryp China werklik die kerntegnologie?Hoe om sukses te behaal?

1/ Die belangrike instrument van die tye

In die 20ste eeu het die mensdom meer rykdom geskep as die som van die vorige 2000 jaar.Onder hulle kan wetenskap en tegnologie beskou word as 'n deurslaggewende krag in die bevordering van globale beskawing en ekonomiese ontwikkeling.In die afgelope honderd jaar is wetenskaplike en tegnologiese uitvindings wat deur mense geskep is so briljant soos sterre, en twee van hulle word erken as 'n verreikende invloed op die historiese proses.Die eerste is transistors, waarsonder daar geen rekenaars sou wees nie;die tweede is litium-ioon batterye, waarsonder die wêreld ondenkbaar sou wees.

Vandag word litiumbatterye elke jaar in miljarde selfone, skootrekenaars en ander elektroniese produkte gebruik, asook miljoene nuwe energievoertuie, en selfs al die draagbare toestelle op aarde wat laai nodig het.Daarbenewens, met die koms van die nuwe energievoertuigrevolusie en die skepping van meer mobiele toestelle, sal die litiumbatterybedryf 'n blink toekoms hê.Byvoorbeeld, die jaarlikse uitsetwaarde van litiumbattery-selle alleen het 200 miljard yuan bereik, en die toekoms is net om die draai.

Die planne en skedules vir die toekomstige uitskakeling van brandstofvoertuie wat deur verskeie lande ter wêreld geformuleer is, sal ook “kersie op die koek wees”.Die vroegste een is Noorweë in 2025, en die Verenigde State, Japan en baie Europese lande rondom 2035. China het geen duidelike tydsplan nie.As daar geen nuwe tegnologie in die toekoms is nie, sal die litiumbatterybedryf vir dekades aanhou floreer.Daar kan gesê word dat wie ook al die kerntegnologie van litiumbattery besit, beteken dat hy die septer het om die bedryf te oorheers.

Wes-Europese lande stel 'n rooster op vir die uitfasering van brandstofvoertuie

Oor die jare het Europa en die Verenigde State, China, Japan en Suid-Korea strawwe mededinging en selfs stryery op die gebied van litiumbatterye geloods, waarby baie bekende wetenskaplikes, baie topuniversiteite en navorsingsinstellings, sowel as reuse en kapitaalkonsortia ingesluit is. petroleum-, chemiese-, motor-, wetenskap- en tegnologiebedrywe.Wie sou kon dink dat die ontwikkelingspad van die wêreldwye litiumbatterybedryf dieselfde was as dié van halfgeleier: dit het sy oorsprong in Europa en die Verenigde State, sterker as Japan en Suid-Korea, en uiteindelik deur China oorheers.

In die 1970's en 1980's het litiumbatterytegnologie in Europa en Amerika tot stand gekom.Later het Amerikaners agtereenvolgens litiumkobaltoksied-, litiummangaanoksied- en litiumysterfosfaatbatterye uitgevind, wat die voortou in die bedryf geneem het.In 1991 was Japan die eerste wat litiumioonbatterye geïndustrialiseer het, maar toe het die mark aanhou krimp.Suid-Korea, aan die ander kant, maak staat op die staat om dit vorentoe te stoot.Terselfdertyd, met die sterk steun van die regering, het China die litiumbatterybedryf stap vir stap die eerste ter wêreld gemaak.

In die evolusie van die litiumbatterybedryf het Europa, Amerika en Japan 'n belangrike rol gespeel in die bevordering van tegnologie.In 2019 is die Nobelprys in chemie toegeken aan Amerikaanse wetenskaplikes John goodinaf, Stanley whitingham en Japannese wetenskaplike Yoshino ter erkenning van hul bydraes tot die navorsing en ontwikkeling van litium-ioonbatterye.Aangesien wetenskaplikes van die Verenigde State en Japan die Nobelprys gewen het, kan China werklik die voortou neem in die kerntegnologie van litiumbatterye?

2/ Die wieg van litiumbattery 

Die ontwikkeling van wêreldwye litiumbatterytegnologie het 'n lang pad om te volg.In die vroeë 1970's, in reaksie op die oliekrisis, het Exxon 'n navorsingslaboratorium in New Jersey opgerig, wat 'n groot aantal toptalente in fisika en chemie gelok het, insluitend Stanley whitingham, 'n nadoktorale genoot in vastestof-elektrochemie aan die Stanford Universiteit.Die doel daarvan is om 'n nuwe energie-oplossing te rekonstrueer, dit wil sê om 'n nuwe generasie herlaaibare batterye te ontwikkel.

Terselfdertyd het Bell Labs 'n span chemici en fisici van Stanford Universiteit saamgestel.Die twee partye het 'n uiters strawwe mededinging in die navorsing en ontwikkeling van die volgende generasie batterye geloods.Selfs as die navorsing verband hou, is "geld nie 'n probleem nie".Ná byna vyf jaar van hoogs vertroulike navorsing het Whitingham en sy span die wêreld se eerste herlaaibare litiumioonbattery eers ontwikkel.

Hierdie litiumbattery gebruik kreatief titaansulfied as die katodemateriaal en litium as die anodemateriaal.Dit het die voordele van ligte gewig, groot kapasiteit en geen geheue-effek nie.Terselfdertyd gooi dit die tekortkominge van die vorige battery weg, wat gesê kan word dat dit 'n kwalitatiewe sprong is.In 1976 het Exxon aansoek gedoen vir die wêreld se eerste litiumbattery-uitvindingspatent, maar het nie by industrialisasie baat gevind nie.Dit raak egter nie Whitingham se reputasie as “vader van litium” en sy status in die wêreld nie.

Alhoewel Whitingham se uitvinding die bedryf geïnspireer het, het die batterylaai-verbranding en interne verplettering die span, insluitend gudinaf, baie gekwel.Daarom het hy en twee nadoktorale assistente voortgegaan om die periodieke tabel sistematies te verken.In 1980 het hulle uiteindelik besluit dat die beste materiaal kobalt is.Litiumkobaltoksied, wat as die katode van litium-ioonbatterye gebruik kan word, is baie beter as enige ander materiale op daardie tydstip en het vinnig die mark beset.

Sedertdien het menslike batterytegnologie 'n aansienlike stap vorentoe geneem.Wat sou gebeur sonder litiumkobaltiet?Kortom, hoekom was die “groot selfoon” so groot en swaar?Dit is omdat daar geen litiumkobaltbattery is nie.Alhoewel litiumkobaltoksiedbattery baie voordele het, word die nadele daarvan blootgelê na grootskaalse toediening, insluitend hoë koste, swak oorlaaiweerstand en siklusprestasie, en ernstige afvalbesoedeling.

Goodinav en sy student Mike Thackeray het dus voortgegaan om na beter materiaal te soek.In 1982 het Thackeray 'n baanbrekende litiummanganaatbattery uitgevind.Maar gou het hy na Argonne Nasionale Laboratorium (ANL) gespring om litiumbatterye te bestudeer.En goodinaf en sy span gaan voort om na alternatiewe materiale te soek, en verminder die lys tot 'n kombinasie van yster en fosfor deur weereens stelselmatig die metale in die periodieke tabel om te ruil.

Op die ou end het yster en fosfor nie die konfigurasie gevorm wat die span wou hê nie, maar hulle het 'n ander struktuur gevorm: na licoo3 en LiMn2O4 is die derde katodemateriaal vir litiumioonbatterye amptelik gebore: LiFePO4.Daarom is die drie belangrikste litium-ioon battery positiewe elektrodes almal sedert antieke tye in Dinaf se laboratorium gebore.Dit het ook die bakermat van litiumbatterye in die wêreld geword, met die geboorte van die bogenoemde twee Nobelprys-chemici.

In 1996 het die Universiteit van Texas namens Goodinaf se laboratorium om 'n patent aansoek gedoen.Dit is die eerste basiese patent van LiFePO4-battery.Sedertdien het Michelle Armand, 'n Franse litiumwetenskaplike, by die span aangesluit en saam met dinaf aansoek gedoen vir die patent van LiFePO4 koolstofbedekkingstegnologie, wat die tweede basiese patent van LiFePO4 geword het.Hierdie twee patente is die kernpatente wat in elk geval nie omseil kan word nie.

3/ Tegnologie-oordrag

Met die ontwikkeling van tegnologietoepassing is daar 'n dringende probleem wat opgelos moet word in die negatiewe elektrode van litiumkobaltoksiedbattery, so dit is nie vinnig geïndustrialiseer nie.Destyds is litiummetaal as die anodemateriaal van litiumbatterye gebruik.Alhoewel dit redelik hoë energiedigtheid kon verskaf, was daar baie probleme, insluitend die geleidelike verpoeiering van die anodemateriaal en die verlies aan aktiwiteit, en die groei van litiumdendriete kon die diafragma deurboor, wat kortsluiting of selfs verbranding en ontploffing van die diafragma tot gevolg het. battery.

Toe die probleem baie moeilik was, het die Japannese verskyn.Sony ontwikkel al lank litiumbatterye en het noukeurig aandag gegee aan globale ontwikkelings.Daar is egter geen inligting oor wanneer en waar litiumkobaltiettegnologie verkry is nie.In 1991 het Sony die eerste kommersiële litium-ioon-battery in die menslike geskiedenis vrygestel en verskeie litium-kobaltoksied-silindriese batterye in die nuutste ccd-tr1-kamera geplaas.Sedertdien is die gesig van die wêreld se verbruikerselektronika herskryf.

Dit was Yoshino wat hierdie belangrike besluit geneem het.Hy het baanbrekerswerk gedoen met die gebruik van koolstof (grafiet) in plaas van litium as die anode van litiumbattery, en gekombineer met litiumkobaltoksied-katode.Dit verbeter fundamenteel die kapasiteit en siklus lewe van litium battery, en verminder die koste, wat is die laaste krag vir die industrialisering van litium battery.Sedertdien het Chinese en Koreaanse ondernemings in die golf van litiumbatterybedryf gestroom, en nuwe energietegnologie (ATL) is in hierdie tyd gevestig.

As gevolg van die diefstal van tegnologie, het die "regte-alliansie" wat deur die Universiteit van Texas en sommige ondernemings geïnisieer is, swaarde regoor die wêreld swaai, wat gelei het tot die patente-geveg wat baie lande en maatskappye betrek het.Terwyl mense steeds dink dat LiFePO4 die mees geskikte kragbattery is, is 'n nuwe katodemateriaalstelsel wat die voordele van litiumniobaat, litiumkobalt en litiummangaan kombineer stilweg in 'n laboratorium in Kanada gebore.

In April 2001 het Jeff Dann, professor in fisika aan die dalhous-universiteit en hoofwetenskaplike van 3M-groep Kanada, 'n grootskaalse kommersiële nikkel-kobalt-mangaan-ternêre saamgestelde katodemateriaal uitgevind, wat die litiumbattery bevorder het om deur die laaste stap van die betreding van die mark te breek. .Op 27 April van daardie jaar het 3M by die Verenigde State aansoek gedoen vir die patent, wat die basiese kernpatent van ternêre materiale is.Dit beteken dat solank as in die drieledige stelsel, niemand kan rondkom nie.

Byna terselfdertyd het Argonne Nasionale Laboratorium (ANL) die konsep van ryk litium vir die eerste keer voorgestel, en op hierdie basis het gelaagde litiumryke en hoë mangaan ternêre materiale uitgevind, en suksesvol aansoek gedoen om 'n patent in 2004. En die persoon in beheer van hierdie tegnologie-ontwikkeling is thackerel, wat litiummanganaat uitgevind het.Tot 2012 het Tesla die momentum van geleidelike styging begin uitbreek.Musk het verskeie kere hoë salarisse aangebied om mense van 3M se litiumbattery R&D-afdeling te werf.

Deur hierdie geleentheid te gebruik, het 3M die boot langs die stroom gestoot, die strategie van "mense gaan, maar patentregte bly" aanvaar, die batteryafdeling heeltemal ontbind en groter wins gemaak deur patente en tegniese samewerking uit te voer.Die patente is toegestaan ​​aan 'n aantal Japannese en Koreaanse litiumbattery-ondernemings soos Elektron, Panasonic, Hitachi, Samsung, LG, L & F en SK, sowel as katodemateriale soos Shanshan, Hunan Ruixiang en Beida Xianxian in China. meer as tien ondernemings in totaal.

Anl se patente word slegs aan drie maatskappye toegestaan: BASF, 'n Duitse chemiese reus, Toyoda industries, 'n Japannese katodemateriaalfabriek en LG, 'n Suid-Koreaanse maatskappy.Later, rondom die kernpatentkompetisie van ternêre materiale, is twee top-industriële universiteitsnavorsingsalliansies gevorm.Dit het feitlik die "aangebore" tegnologiese sterkte van litiumbattery-ondernemings in die weste, Japan en Suid-Korea gevorm, terwyl China nie veel opgedoen het nie.

4/ Die opkoms van Chinese ondernemings

Aangesien China nie die kerntegnologie bemeester het nie, hoe het dit die situasie gebreek?China se litiumbattery-navorsing is nie te laat nie, amper gesinchroniseer met die wêreld.In die laat 1970's, onder die aanbeveling van Chen Liquan, 'n akademikus van die Chinese Akademie vir Ingenieurswese in Duitsland, het die Instituut vir Fisika van die Chinese Akademie van Wetenskappe die eerste vastestof-ioonlaboratorium in China gestig en die navorsing oor litium- ioongeleiers en litiumbatterye.In 1995 is China se eerste litiumbattery in die Instituut vir Fisika, Chinese Akademie van Wetenskappe, gebore.

Terselfdertyd, danksy die opkoms van verbruikerselektronika in die 1990's, het China se litiumbatterye gelyktydig gestyg, en die opkoms van "vier reuse", naamlik Lishen, BYD, bick en ATL.Alhoewel Japan die ontwikkeling van die bedryf gelei het, het Sanyo Electric weens die oorlewingsdilemma aan Panasonic verkoop, en Sony het sy litiumbatterybesigheid aan Murata-produksie verkoop.In die strawwe mededinging in die mark is slegs BYD en ATL die "groot vier" in China.

In 2011 het die Chinese regering se subsidie-“witlys” buitelandse befondsde ondernemings geblokkeer.Nadat dit deur Japannese kapitaal verkry is, het ATL se identiteit verouderd geraak.Zeng Yuqun, die stigter van ATL, het dus beplan om die kragbattery-onderneming onafhanklik te maak, Chinese kapitaal daarin te laat deelneem en die aandele van die moedermaatskappy TDK te verwater, maar hy het nie goedkeuring gekry nie.Zeng Yuqun het dus die Ningde-era (catl) gestig en vordering gemaak in die oorspronklike tegnologie-akkumulasie, en 'n swart perd geword.

In terme van tegnologie pad, BYD kies veilige en koste-effektiewe litium yster fosfaat battery, wat verskil van die hoë-energiedigtheid litium ternêre battery in Ningde era.Dit hou verband met BYD se sakemodel.Wang Chuanfu, die stigter van die maatskappy, bepleit "om 'n kierie tot die einde te eet".Afgesien van die glas en bande, word byna al die ander onderdele van 'n motor vanself vervaardig en verkoop, en kompeteer dan met die buitewêreld met 'n prysvoordeel.Op grond hiervan is BYD al lank stewig in die tweede plek in die plaaslike mark.

Maar BYD se voordeel is ook sy swakheid: dit maak batterye en verkoop motors, wat ander motorvervaardigers natuurlik laat wantrou en verkies om bestellings aan mededingers eerder as hulself te gee.Byvoorbeeld, Tesla, alhoewel BYD se LiFePO4-batterytegnologie meer opgehoop het, kies steeds dieselfde tegnologie van die Ningde-era.Om die situasie te verander, beplan BYD om die kragbattery te skei en die "lembattery" te begin.

Sedert die hervorming en opening, is litiumbattery een van die min velde wat ontwikkelde lande kan inhaal.Die redes is soos volg: eerstens heg die staat groot belang aan strategiese beskerming;tweedens, dit is nie te laat om te begin nie;derdens, die binnelandse mark is groot genoeg;vierdens werk 'n groep aspirant-tegniese kundiges en ondernemings saam om deur te breek.Maar as ons inzoom, net soos die naam van Ningde-era, is dit China se ekonomiese prestasies en die era van elektriese voertuie wat die Ningde-era vorm.

Deesdae staan ​​China nie agter die ontwikkelde lande in die navorsing van anodemateriale en elektroliete nie, maar daar is steeds 'n paar tekortkominge, soos litiumbatteryskeier, energiedigtheid ensovoorts.Uiteraard het die tegnologie-akkumulasie van die weste, Japan en Suid-Korea steeds 'n paar voordele.Byvoorbeeld, alhoewel Ningde times al vir etlike jare eerste in die wêreldbatterymark is, lys binnelandse en buitelandse industrienavorsingsverslae Panasonic en LG steeds in die eerste rang, terwyl Ningde times en BYD in die tweede rang is.

5/ Gevolgtrekking
 

Ongetwyfeld, met die verdere ontwikkeling van verwante navorsing in die toekoms, sal die ontwikkeling en toepassing van litiumbatterye in die wêreld 'n breër vooruitsig inlui, wat die energiehervorming en innovasie van die menslike samelewing sal bevorder, en nuwe momentum in die volhoubare ontwikkeling sal inspuit. van ekonomie en samelewing en die versterking van omgewingsbeskerming.As 'n toonaangewende motormaatskappy in die bedryf, is Tesla soos 'n katvis.Terwyl dit die ontwikkeling van nuwe energievoertuie stimuleer, neem dit ook die voortou om die litiumbattery-markomgewing uit te daag.

Zeng Yuqun het eenkeer die binnestorie van sy alliansie met Tesla bekend gemaak: muskus het die hele dag oor koste gepraat.Die implikasie is dat Tesla die koste van batterye verlaag.Daar moet egter op gelet word dat in die proses van beide Tesla- en Ningde-era se stormloop in die Chinese mark, beide die voertuig en die battery nie die kwaliteitprobleem moet ignoreer nie weens die koste.Sodra dit so is, sal die oorspronklike binnelandse reeks beleide wat goed bedoel is, aansienlik verminder in betekenis.

Daarby is daar 'n grimmige werklikheid.Alhoewel China die litiumbatterymark oorheers, is die mees kerntegnologieë en patente van litiumysterfosfaat en ternêre materiale nie in die hande van die Chinese mense nie.As dit met Japan vergelyk word, het China 'n groot gaping in menslike en kapitaalinvestering in navorsing en ontwikkeling van litiumbatterye.Dit beklemtoon die belangrikheid van basiese wetenskaplike navorsing, wat afhang van die langtermyn volharding en belegging van die staat, wetenskaplike navorsingsinstellings en ondernemings.

Tans beweeg litiumbatterye na die derde generasie na die vorige twee generasies van litiumkobaltoksied, litium-ysterfosfaat en litium-ternêr.Aangesien die kerntegnologieë en patente van die eerste twee generasies deur buitelandse maatskappye opgedeel is, het China nie genoeg kernvoordele nie, maar dit kan dalk die situasie in die volgende generasie omkeer deur vroeë uitleg.In die lig van die industriële ontwikkelingspad van basiese navorsing en ontwikkeling, toepassingsnavorsing en produkontwikkeling van batterymateriaal, moet ons voorbereid wees op 'n langtermyn-oorlog.

Daar moet kennis geneem word dat die ontwikkeling en toepassing van litiumbatterye in China steeds baie uitdagings in die gesig staar.Byvoorbeeld, in die werklike gebruik van litium battery nuwe energie voertuie, is daar steeds 'n paar probleme, soos lae energiedigtheid, swak lae-temperatuur werkverrigting, lang laai tyd, kort dienslewe en so aan.

Sedert 2019 het China die "wit lys" van batterye gekanselleer, en buitelandse ondernemings soos LG en Panasonic het teruggekeer na die Chinese mark, met 'n uiters vinnige uitlegoffensief.Terselfdertyd, met die toenemende druk op die koste van litiumbatterye, word die mededinging in die binnelandse mark al hoe intenser.Dit sal die betrokke ondernemings dwing om die voordeel te wen in volle mededinging met hoër produkkosteprestasie en vinniger markreaksievermoë, om sodoende die opgradering en deurlopende groei van China se litiumbatterybedryf te bevorder.