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孫金華:鋰電池產(chǎn)業(yè)在全球占據(jù)主導(dǎo)位置
(時間:2022/11/8 10:22:52)

  在數(shù)字時代,有兩項發(fā)明被認(rèn)為對推動歷史進(jìn)程具有重要意義。一項是半導(dǎo)體,作為芯片的基本元件,構(gòu)成了現(xiàn)代電子產(chǎn)品的“大腦”;另一項是鋰離子電池(以下簡稱“鋰電池”),作為能源載體驅(qū)動全世界的運轉(zhuǎn)。鋰電池與我們每個人生活密切相關(guān),從幾乎人手一部的手機(jī)到筆記本電腦,再到蓬勃發(fā)展的新能源汽車和儲能產(chǎn)業(yè)都離不開它。鋰電池雖然首先由歐美國家發(fā)明,在日本實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化,但當(dāng)前主導(dǎo)權(quán)在中國,特別是被喻為新能源汽車“心臟”的動力鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,截至2021年底,我國產(chǎn)能約占全球70%。
  我國鋰電池產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)從跟跑、并跑到領(lǐng)跑的跨越式發(fā)展。我國自20世紀(jì)90年代初期開始進(jìn)行鋰電池研發(fā),1997年建成第一條鋰電池生產(chǎn)線。2000年,日本鋰電池年產(chǎn)量達(dá)5億多只,占全球市場超90%,而我國年產(chǎn)量僅0.35億只,且性能遠(yuǎn)不及國外產(chǎn)品。2000年以前,我國還處于跟隨和模仿階段。為順應(yīng)社會發(fā)展需求,伴隨技術(shù)的進(jìn)步,我國相繼出臺一系列政策,推動鋰電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展,在《國家中長期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006—2020年)》中,動力鋰電池被列為高效能源材料技術(shù)的優(yōu)先發(fā)展方向。在一系列國家政策支持下,我國鋰電池產(chǎn)業(yè)進(jìn)入快速成長階段,有了長足的進(jìn)步。、、等鋰電池企業(yè)迅速崛起。2013年,我國鋰電池年產(chǎn)量近47.68億只,成為全球電池制造大國,實現(xiàn)了從跟跑到并跑的轉(zhuǎn)變。近幾年,在碳達(dá)峰碳中和目標(biāo)引領(lǐng),以及新能源汽車、電化學(xué)儲能等下游產(chǎn)業(yè)的旺盛需求帶動下,我國鋰電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,已在全球占據(jù)主導(dǎo)位置,連續(xù)五年成為全球最大鋰電池消費市場。工信部賽迪研究院發(fā)布的《2021中國鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展指數(shù)白皮書》顯示,2021年,全球鋰電池市場規(guī)模達(dá)到545GWh,中國鋰電池市場規(guī)模約324GWh,占全球市場的59.4%。此外,我國鋰電池產(chǎn)品種類不斷完善,電池的能量密度、充放電循環(huán)壽命、制造成本以及安全性等技術(shù)指標(biāo)也得到大幅提升,基本實現(xiàn)從并跑到領(lǐng)跑的轉(zhuǎn)變。全球十大鋰電池廠家排名中,中國占據(jù)了6席,其中寧德時代已連續(xù)五年位列全球第一。
  近年來,我國新能源汽車市場保持高速增長。2022年,我國新能源汽車銷量有望突破500萬輛,新能源汽車的產(chǎn)銷量和保有量持續(xù)多年保持在全球首位,占比超50%。我國新能源汽車發(fā)展態(tài)勢良好,但人們關(guān)注的新能源汽車的電池安全、續(xù)航里程、快速充電、成本等問題依然沒有完全解決,這給上游的動力電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展指明了方向。研發(fā)兼具高能量密度、超安全、快充、長循環(huán)壽命和低成本的動力電池是鋰電池行業(yè)的奮斗目標(biāo),也是最終獲得全球動力電池主導(dǎo)權(quán)的關(guān)鍵。
  國內(nèi)學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界,一方面需要從電池的正負(fù)極材料、電解液、隔膜等優(yōu)化改性入手,對全電池體系進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,進(jìn)一步提升電池的綜合性能;另一方面需要研發(fā)新的電池材料體系,創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計,實現(xiàn)電池性能的本質(zhì)性突破。從短期看,需要通過對現(xiàn)有材料體系的迭代升級和電池結(jié)構(gòu)革新來提升鋰電池能量密度,通過提升鋰電池正負(fù)極材料的穩(wěn)定性、電解液和隔膜安全性等來提升電池安全性。從長期看,為了應(yīng)對不同應(yīng)用場景下的不同需求,鋰電池技術(shù)路線將朝多元化方向發(fā)展,除磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池外,發(fā)展新的能量密度更高、綜合性能更優(yōu)越、更安全的電池體系勢在必行。
  (中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)教授 孫金華)


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