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直到2021年，歐洲出產的電動轎車的電池基本上都來自國外。歐洲不得不面臨亞洲企業占有著全球電池商場首要比例的事實。跟著我國電池企業以搶先的形象呈現在全球用戶面前，歐洲加大力度扶持本鄉電池制作商，兩邊在電池商場中的協作與競賽深度交錯。加強互利協作，或許是中歐一起應對氣候變化和動力危機的正確道路。
歐洲此前為何拋棄本鄉出產電池之路?為何要從頭布局相關工業鏈?完成這一愿景還有哪些困難?新式電池研制能否“彎道超車”……科技日報駐德國記者就此采訪了德國漢諾威大學固體物理研討所教授張琳、弗勞恩霍夫電池聯盟發言人凱·克里斯蒂安·穆勒(Kai-Christian Moeller)博士等電池專家。
機遇難逢，我國電池融入歐洲商場
我國的電池和新動力轎車正連綿不斷進入歐洲商場。前有漢諾威世界商用車展上我國電池出產商寧德年代與多家全球搶先的整車企業簽署協作協議，并榮獲“戴姆勒貨車供貨商獎”;后有德國轎車租賃公司SIXT與我國電動車企業比亞迪簽訂了10萬輛新動力轎車的訂單，我國新動力工業整體開展勢頭杰出。
依據商場研討機構SNE Research的陳述，2022年上半年，全球動力電池裝機量為202GWh，較去年同期的115GWh大幅進步75.65%。商場比例占比TOP20的企業中，我國企業有15家，商場比例算計占比為61.88%。而同比增速超越100%的12家動力電池廠商中，11家是我國企業。
自2017年開端，寧德年代已連續5年連任全球動力電池銷量冠軍。2022年上半年，寧德年代的動力電池在全球占比高達34.16%。“我們很自豪能夠與其他全球搶先企業一道，成為推動職業電動化的重要力氣。”寧德年代海外商用事業部執行總裁李小寧在漢諾威世界商用車展上如此表述。
無論是寧德年代CTP和MTV結構立異電池，仍是比亞迪的全新刀片電池，我國的動力電池產品在安全功能、強度、續航才能、使用壽命、充放電功率、低溫功能等方面現已具有了歸納優勢。
與此同時，歐洲的電動轎車銷量正在快速增長。依據歐洲轎車制作商協會(ACEA)的數據，2022上半年在歐盟出售的新車中約十分之一是純電動車。歐洲方案到2035年逐漸淘汰汽油和柴油動力轎車。現在依然缺少本鄉電池企業的歐洲成為了我國動力電池最大的海外商場。
本錢太高，歐洲企業一度拋棄電芯出產
歐洲一直是電池研討的重要基地，但出于本錢的原因，近年來歐洲逐漸拋棄出產電池。
據戴姆勒公司的專家介紹，戴姆勒曾是電動轎車研討的先行者，早在2012年就在德國薩克森州出產鋰電池。但其產品與其他廠商的電池相比沒有太大優勢，加之產能受限，本錢昂揚，在虧損中堅持了三年之后，戴姆勒于2015年12月關閉了這家鋰電池出產工廠。
當時，戴姆勒CEO蔡澈說：“戴姆勒曾是德國僅有自己出產電芯的公司，可我們今日意識到，我們完全能夠在全球收買它!”
轎車電子供貨商博世也是前期從事電動轎車電池事務的公司之一，而且具有許多相關專利。到2021年8月，博世公司在全球鋰電池職業專利申請方面排名第三，專利申請數量為2571項。
考慮到亞洲供貨商的先發技能優勢，2018年博世公司評估后以為，需求出資200億歐元才干在2030年取得20%的商場比例，而且出資是否能、何時能得到回報仍是未知數。因而，在對商場、技能、本錢和出資慎重評估后，博世公司作出拋棄電芯出產的戰略決策。
承受科技日報記者采訪時，一位德國資深電池專家坦言：“現在來看真的很遺憾，博世公司在2018年作出了拋棄電芯出產的戰略決策。”
在美歐企業拋棄出產電池之后，電池出產職業逐漸集中到了亞洲地區。這是一個充分商場競賽的職業，現在有中日韓等國的多家企業的產品可供收買。
再起爐灶，歐洲大力扶持本鄉電池工業開展
跟著全球新動力轎車的興起，越來越多的車企意識到，電動轎車中的電池不僅僅是一個可替換的普通零部件。它是電動轎車的中心，也是最貴重的部件，正在成為像以前的發動機相同影響出售的要害要素。
歐盟開端意識到，在歐洲樹立完整的本鄉電池價值鏈是清潔動力轉型和工業競賽的當務之急。估計到2025年，歐洲電池職業的商場時機每年將到達約2500億歐元。
在歐盟的大力支持下，2017年，旨在促進和開展本鄉電池電芯出產的歐盟電池聯盟(EBA)樹立，14個歐盟成員國以及歐洲出資銀行，數百家公司和科研機構參加其間。2022年4月，EBA提出新的行動方案，希望到2030年歐盟本鄉電池產品能滿意自己90%的商場需求。
歐盟先后經過兩個“歐洲一起利益的重要項目(IPCEI)”，投入上百億歐元的資金扶持本鄉電池研制和出產。歐洲范圍內本鄉電池企業如漫山遍野般呈現。
這些企業中，瑞典電池企業Northvolt、德國群眾轎車和法國轎車電池公司ACC的開展最引人矚目。Northvolt的首座鋰電池工廠于2022年1季度量產，完善后估計年產能為16GWh。Northvolt方案到2030年完成150GWh的產能。
群眾轎車于2022年7月在薩爾茨吉特開工建造首座40GWh的電池廠，方案2025年投入量產。到2030年，群眾將在歐洲建造6座大型電池工廠，年總產能將達240GWh。
ACC正在法國建造首座13GWh的電池工廠，未來將擴展到40GWh。此外，ACC還方案在德國、意大利建造兩個產能為40GWh的工廠，到2030年ACC的電池產能算計將進步至120GWh。
與此同時，全球有40多家電池出產商宣布將在歐洲樹立電池工廠。弗勞恩霍夫體系與立異研討所(ISI)發布陳述稱，依據活潑在歐洲的電池制作商的公告，2022年歐洲或許完成124GWh的電池出產才能，到2025年，這一數字估計將達500GWh，到2030年乃至或許到達1.5TWh。
應戰重重，歐洲電池企業需跨越四大難關
出產動力電池，歐洲企業面臨諸多應戰。
首先是跨越量產難關。
亞洲電池企業普遍是從消費電子用的鋰電池企業開展壯大而來的，經過多年的堆集，其已逐漸解決量產中遇到的各種難題。而歐洲自建工業鏈現在尚處于初級階段，許多新樹立的電池出產企業缺少相似的經驗，在量產過程中需求克服更多的困難。
“出產經驗關于鋰電池制作非常重要。鋰電池出產調試觸及至少4000個參數，即使同一批次的產品要完成電芯的均衡質量控制都很不容易。而一模相同的標準化工廠，換個地方新建，也需求很長時間來進行調試。真正的應戰則是大規劃出產數百萬個質量動搖最小的電池。歐洲在這方面還有很長一段路要走。”德國某企業的電池專家承受記者采訪時說。
其次是保證原資料供應。
現在，我國在電芯出產的要害環節商場比例占比很高。這意味著歐洲電池廠商所需的許多資料得向我國收買。以歐洲現在僅有開端批量出產的本鄉動力電池出產商Northvolt為例，其電池的許多中心資料來自我國供貨商。
歐洲正在原資料方面加大與美加澳等國的協作。但問題是新建供應鏈有必要付出巨大的時間和資金本錢。例如，自采礦開端新建一個原資料基地，從初步可行性研討到投產至少需求10年，而且還需求盡力幾年才干到達規劃產能。
凱·克里斯蒂安·穆勒對記者說：“在樹立GWh規劃的電池出產時，確保供應鏈安全、安穩始終是一項應戰，這在任何地方和任何情況下都是如此，并非僅僅對歐洲公司而言。”他從事鋰電池研制工作近30年，其工作的弗勞恩霍夫電池聯盟包含24個研討機構，研討范圍涵蓋電池資料、模塊規劃和出產技能等。
再次是鋰電設備配套才能。
鋰電池出產工藝相對復雜，大致分為極片制作、電芯組裝、電芯化成、檢測等階段，相關的制作設備訂單正在向各個細分領域的頭部企業聚攏，亞洲企業在這方面的優勢明顯，有望成為歐洲新建電池工廠的中心設備供貨商。
以群眾公司的新電池廠為例。2022年1月，群眾和博世宣布聯合聲明，方案樹立一家合資公司，為電池工廠供應設備。但到了2022年6月，群眾公司仍是將薩爾茨吉特電池工廠40Gwh的出產設備訂單給了我國鋰電設備供貨商。
最終是參加全球商場競賽。
亞洲電池企業正在使用歐洲本鄉電池企業沒有構成規劃產能的時間窗口搶占商場比例。估計到2025年，寧德年代的電池產能將到達670GWh，比亞迪或許到達600GWh，LG新動力則方案到達540GWh。從上游的鋰礦、鋰鹽，到電池的正負極資料、隔膜、制作設備等，搶先企業均有較為完善的布局，而且環繞新的電池結構及資料體系，還在不斷進行技能立異和產品迭代。
電池的出產是極端尋求規劃效應的職業。歐洲本鄉電池企業能否在短時間內擴展產能，下降本錢，是其參加商場競賽的要害。面臨上游原資料價格上漲、競賽對手步步緊逼，以及整車廠對收買價格的嚴格控制等一系列應戰，如安在嚴酷的商場競賽中生存開展或許才是歐洲新興電池企業面臨的最大問題。
綠色壁壘，碳腳印門檻或是一把雙刃劍
2022年3月，歐洲議會經過了《歐盟新電池法規》，以更嚴格的要求驅動電池工業的綠色低碳轉型。從2024年7月1日開端，只要申報了碳腳印的電池才干投放到歐洲商場。2027年，歐洲將禁售超越最大碳腳印限值的電池。歐盟還強制要求進行電池收回，重復使用鎳、鈷、鋰等金屬，減輕環保和原資料方面的壓力。
此外，歐盟還將強制對電池的整個供應鏈進行盡職查詢，包含從原資料提煉、電芯出產到電池使用過程中所觸及的社會和環境風險。這一系列新的監管方針，無疑將有利于本鄉電池企業在歐洲的布局，補償其在產品本錢上的劣勢。
與此相呼應的是，歐洲新建的電池企業高度重視電池從原料到產品的全生命周期的碳排放。歐洲運送與環境聯合會的數據顯現，電動車電池出產環節的碳排放范圍在61kg至106kg CO_2e/kWh，最高能夠占有電動轎車全生命周期排放的60%以上。
Northvolt公司強調，由于使用了100%的可再生動力，其出產的電池碳腳印(約33kg CO_2e/kWh)僅為同類職業參閱電池的三分之一，Northvolt到2030年希望到達10kg CO_2e/kWh的方針。
不過，構建歐洲電池工業的綠色壁壘有一個重要的條件，那便是歐洲的電池產能能夠滿意自己的需求。不然，這些措施會進步包含歐洲電池廠商在內的出產本錢，屆時亞洲搶先企業的產品依然有競賽力。
寧德年代董事長曾毓群表明，根據動力電池碳腳印的構成，經過綠色電力、大規劃收回使用、技能工藝升級等措施，可完成絕大部分碳腳印的削減，再結合碳匯，能夠完成零碳電池。2022年1季度，寧德年代共收回了2.1萬噸廢舊電池，并使用這些廢舊電池出產了1.8萬噸前驅體。2022年3月，寧德年代宜賓工廠取得了世界認證，成為全球首家電池零碳工廠。
轉化賽道，歐洲能否經過固態電池贏得先機
固態電池是下一代動力電池研制的重要方向，被以為有望替代傳統鋰離子電池(LIB)。張琳要點研討新動力資料的規劃、優化以及收回技能，曾獲2019年萊布尼茨獎提名。在承受科技日報記者采訪時，她強調：“關于全固態電池的工業化，無論我國仍是歐洲現在都處于初級階段。”
張琳介紹了歐洲在固態電池研討方面的長時間堆集。例如，寶馬與美國SolidPower公司協作，研制硫化物固態電解質技能，并方案于2025年前推出固態電池原型車，2030年前用于量產車。群眾則與美國QuantumScape公司協作，著重于氧化物固態電解質的研討，方案2025年量產固態電池。
“歐洲的全固態鋰電池開展首要依賴于固體電解質的開展。現在最具潛力的電解質有氧化物、硫化物和聚合物，而硼氫化物和鹵化物在最近五年也有突破性開展，但上述各類電解質的優缺點都很明顯。現在只要部分硫化物電解質的離子電導率挨近或許超越有機液體電解液的水平。因界面等方面的問題，其電化學安穩性尚不盡善盡美。”張琳說。
她強調指出，現在沒有一種完美的電解質能夠滿意使用要求，因而還需求改善各類電解質以取得杰出的歸納功能。基礎研討和使用研討會迭代式向前開展。一些資料體系現已開端漸漸進入使用領域。使用過程中取得的經驗會促進基礎研討的開展。此外，還需求繼續盡力探究發現新結構的離子導體，使用高通量挑選計算結合實驗將有助于發現新的化合物。
此外，她還談到，就氧化物固態電池而言，其電解質具有相對較高的離子電導率和較安穩的化學特性，對制備環境要求不苛刻，易于大規劃出產和使用。但與傳統鋰離子電池組相比，氧化物固態電池的本錢仍是偏高，功能也還需求一段時間去改進。氧化物固態電池最有或許先使用于高端電動轎車，因為客戶為了取得更長的續航路程和更高的安全性，或許愿意為固態電池的溢價買單。
談到半固態電池，張琳說：“現在我國固態電池企業首要選擇根據固液混合電解質的半固態電池的研制路線。盡管增加液態電解質或許會在必定程度上下降熱安穩性，但采用固液混合電解質大規劃出產半固態電池的工藝，更能兼容現在液態鋰離子電池的制作技能和設備。歸納考慮資料和設備等要素，半固態電池在短期內更具可行性，現已處于量產前夜。”
歐洲能否經過研制其他新式電池，例如鋰空氣電池或鋰硫電池，完成彎道超車?凱·克里斯蒂安·穆勒對此并不樂觀，他告訴科技日報記者：“這些新電池體系仍在開發中，推向商場還面臨許多問題。歐洲不或許依靠這些電池體系趕上亞洲電池廠商。”
優勢互補，中歐電池工業期待互利協作
歐洲本鄉電池工業正處于快速開展進程中。經過方針引領，上下游企業協同，歐洲的電池產能將在2025年前后開端逐漸擴展，并占有必定的全球商場比例。與此同時，歐洲企業還在不同的層面追求電池工業的深遠布局。例如，經過股權出資或合資方法與電池企業協作，向動力電池上游礦產資源滲透以保證安穩產能供應，加強關于工業鏈的控制等。
以德國巴斯夫公司為例，2021年8月，巴斯夫收買了我國鋰電資料龍頭企業杉杉動力51%的股權，活躍推動與寧德年代和蜂巢動力等電池企業在電池資料與收回領域的協作;在日本和美國，巴斯夫與老牌正極資料供貨商戶田工業樹立合資企業;在歐洲，巴斯夫在德國和芬蘭建造正極活性資料和正極資料前驅體的出產基地。巴斯夫現已悄然成為全球最首要的鋰電池正極活性資料供貨商之一，不僅搶占了強壯的商場優勢，還成為首家在全球所有首要商場都具有正極資料產能的公司。
再來看戰略方針是成為世界三大電池制作商之一的德國群眾。2020年5月，群眾出資約11億歐元收買我國電池廠商國軒高科26%的股份，成為國軒高科的第一大股東。2022年上半年，國軒高科動力電池裝機量5.8GWh，全球排名第八。國軒高科正在為群眾開發第一代標準電芯。在群眾自建的電池工廠，國軒高科將作為技能協作伙伴，在電池工廠的出產布局、設備部署及出產工藝流程方面與群眾協作，幫助其完成電芯工業化出產。
從這個視點看，中歐電池工業正在構成一種新的樞紐，本錢、技能和商場相互交錯、深度融合。一方面，從產能規劃、技能成熟度，以及供應鏈把控才能等方面，我國企業有自己的優勢;另一方面，歐洲也在不斷加強本身要害產品的供應才能。中歐企業加強互利協作，有利于兩邊發揮各自優勢，在全球新動力轎車商場上占有主動位置。展望未來，中歐攜手或許才是一起應對氣候變化和動力危機的正確道路。
