1吨要交2500美元专利费，中国动力电池凭什么逆袭美欧日韩？

三十年河东，三十年河西。

谁能想到，30年前电池行业还是美国、日韩、欧洲三足鼎立的局面；而30年后的今天，市场占有率排名前十的电动汽车动力电池企业总部都在亚洲国家，中国宁德时代、韩国LG和日本松下分庭抗礼，占据了动力电池制造市场近70%的份额。

据韩国市场调研机构SNE Research最新数据显示，今年前5个月，全球电动汽车动力电池装车总量达157.4 GWh，同比增加 77.3%。

其中，中国电池制造商是市场增长的领头羊，宁德时代以33.9% 的市场份额排名第1，电池装车总量为53.3GWh；比亚迪排名第3，市占率年增210.5%，中国电池真正实现了弯道超车。

这30年，中国动力电池如何实现后发制人？未来的战场又在何方？

01 

2000年，中国刚刚实现自主研发电池正负极材料，远远落后世界平均水准。到2010年，全球动力电池产业依然是欧美拥有核心技术，日韩掌握市场份额的格局。

但是，随着当年国务院将新能源汽车确立为七大战略新兴产业之一，中国的动力电池产业迅速乘东风而起。

作为新能源电车心脏的动力电池，在整车成本中占比40%以上。“得电池者得天下”，是不少业内人士的判断。

2011年，刚刚成立的宁德时代带着三元锂电池一举拿下宝马大单，中国电池企业开始在全球竞技场上崭露锋芒。

三元锂电池和磷酸铁锂电池，是目前动力电池的两大技术路线。

前者的核心优势是能量密度高，直观体现在装车之后，拥有更长的续航里程。而续航里程作为电动汽车前期的核心能力，说是市场竞争的决定性因素也不为过。凭借这一点，三元锂电池被行业广泛看好。

2016年底，政策补贴朝着鼓励追求高能量密度转变，极大激励了国内三元锂电池的发展。2017年，凭借三元锂电池业务的火热，中国宁德时代压过日本松下，代表中国企业登上全球动力电池装机量的“王座”。

不过，随着装车量的提高，三元锂电池牺牲安全性换取高能量密度的弊端日益凸显，频发的电动汽车起火事件成为行业不得不面对的难关。

2020年5月，工信部颁布电动汽车强制标准，“要求电池单体发生热失控后，电池系统在5分钟内不起火不爆炸，为乘员预留安全逃生时间”一条成为了行业转折点。

在那之后，技术指标更保守，但是更安全的磷酸铁锂电池，重新成为行业“心头好”。宁德时代在这个领域重新发力，比亚迪也在2020年3月推出磷酸铁锂“刀片电池”。

2021年，国内市场上的磷酸铁锂电池以52%的装机占比，超越三元电池，且今年第一季装机量占比持续上升至58%。预计到2024年，磷酸铁锂电池还将在全球动力电池市场装机量占比超过60%。

总体来看，目前国内动力电池产业的综合实力已经十分雄厚。

据韩国研究机构SNE Research统计，今年上半年装机量前20的企业，除了松下以及丰田子公司PEVE是日本企业、LG新能源/SK On/三星SDI是韩国企业外，其余15家企业全部来自中国，占了61.88%市场份额。

对于未来，行业目前正在寻求新的解决方案，能同时突破电池寿命短、充电慢、低温不耐用三大痛点。

目前，钠离子电池是主要的攻关方向。

相较于锂，钠的资源更丰富，提炼也更简单，并且钠电与锂电工艺相通，容易切换复用产线，集流体等辅材成本较低，经济性上更胜一筹。

而在安全方面，钠离子电池内阻大，瞬时发热量小，热安全事故风险小；可放电到0V，不存在过放问题，安全运输；工作适温范围大。

在这方面，中国已经处于领先位置。

宁德时代于去年7月发布第一代钠离子电池，单体能量密度160Wh/kg虽然还不如现有磷酸铁锂电池的水平，但胜在在低温性能和快充方面，具有明显的优势。并且他们声称，下一代钠离子电池能量密度可达到200Wh/kg。

按照宁德时代的规划，公司已经开始进行钠离子电池的产业化布局，计划于2023年形成基本产业链。

除此以外，在资本加持下，钠创新能源、中科海钠、众钠能源、星空钠电、立方新能源等国内企业已经加入钠离子电池角逐场。

在未来，石墨烯电池或许会是最终解决方案。

由浙江大学高分子科学与工程学系团队开发的铝—石墨烯电池，在25万次充放电循环后仍能保持91%的容量，可在1.1秒内快速充满电，零下40度至120度环境依然可以稳定工作，此外，将该电池放于明火中也不会发生起火爆炸等危险，完美解决了三大痛点。

但石墨烯电池的制作工艺还不够成熟，目前仅处于实验室阶段，无法量产，且其造价昂贵，目前只在航天卫星的动力电池上使用，普及推广在中短期内很难实现。

02

中国动力电池能后发制人，中国政府是“定海神针”。

2009年之前，中国所有动力电池厂商头上都悬着一把利剑，那就是北美磷酸铁锂“三巨头”魁北克水电、威能科技和A123对核心专利的垄断。

2003年，加拿大魁北克水电向中国国家知识产权局申请专利，其专利要求几乎覆盖了磷酸铁锂电池的所有制造技术。2005年，美国威能科技和A123开始在中国设厂生产磷酸铁锂电池，磷酸铁锂正式打开中国大门。

从这时起，国内所有电池企业生产磷酸铁锂电池，都要面临3家企业的“版权警告”，甚至一度被要求生产1吨磷酸铁锂支付2500美元专利费。

对于这种“专利流氓”行径，2009年，国家知识产权局专利复审委员裁定，上述企业专利无效，让中国动力电池行业松了口气。

同样的事情也发生在三元锂电池上。

事实上，在宁德时代开始和宝马合作时，三元锂电池的核心技术大多掌握在美国3M公司、荷兰优美科、德国巴斯夫等企业，以及获得专利授权的松下、LG化学、三星SDI等日韩企业手中。

宁德时代“抢单”，引起了日韩电池厂商的警惕。他们不仅迅速进驻中国市场，并且大打价格战，将成本2.5元/wh的三元锂电池以1元/wh的价格出售，意图以不正当竞争手段扼杀中国电池企业。

这种手段虽然卑鄙，但很有效。那段时间，国内一度有60%左右的新能源乘用车选择三星和LG作为供应商，国内电池企业处于岌岌可危的状态。

针对这种情况，2015年3月，国家工信部制定并发布了《汽车动力蓄电池行业规范条件》，从企业基本要求、生产条件、技术能力、质量保证能力等7个方面，对汽车动力蓄电池行业给出规范意见，符合这份规范条件的企业名录，被业内称为“动力电池白名单”。

从当年10月到2016年6月，工信部连续发布了4批动力电池企业目录，共57家企业被纳入其中，全是本土动力电池企业。

这份政策一度遭到质疑，认为这会使中国动力电池企业从此怠惰下去，失去技术创新的动力。

但结果是，在“白名单”废止之后，宁德时代与现代摩比斯签订协议，授权其使用CTP（高效成组）技术，不仅在产品上，也在技术上反攻韩国市场。

同时，比亚迪也将刀片电池安装在自家电动汽车上，在2021年实现了全球电动汽车销量第1的成就。

当然，如果只靠政府扶持，是不够的，我国动力电池企业自己的眼光也很重要。

在电池上游原材料领域，我国对外高度依赖。根据中汽数据有限公司披露的数据，中国锂、钴、镍的对外依存度均高达79%、97%，92%。

对此，我国各大电池企业很早就防患于未然，开启了全球“抢矿”大战。

截至2020年，中国锂消费占全世界近6成，但锂金属储量约450万吨，仅占世界总量的7%左右，且其中约85%来自盐湖中的卤水，难以提取。

过去，中国资本对全球锂矿展开了疯狂抢购，包括但不限于天齐锂业控股了格林布什矿（产能134万吨/年）；赣锋锂业控股了Mt Marion矿（产能46万吨/年）、Pilbara矿（产能33万吨/年）；紫金矿业收购了加拿大Neo Lithium Corp（新锂公司），获得其位于阿根廷西北部卡塔马卡省的3Q锂盐湖项目等。

除锂矿外，能够提高动力电池能量密集度的钴，也成为争抢的“新宠”。 

根据前瞻产业研究院数据，目前全球已探明的钴资源有约51%分布在刚果（金），而中国的钴矿资源储量占比仅有1%左右，钴资源相对匮乏，对外依赖性极强。

亿纬锂能于2021年初入股全球最大的钴冶炼龙头——华友钴业，实现对刚果（金）多座钴矿的间接持股。宁德时代紧随其后，2021年4月称，将入股国内有色金属企业洛阳钼业在刚果（金）的铜钴矿项目。2021年8月，洛阳钼业发布公告称，拟向刚果（金）特恩克铜钴矿的项目追加162亿元投入，其占该矿区的股比将增至约80%。

但是，钴并不是符合行业趋势的解决方案。

技术上，含钴电池存在着回收循环利用难、能量密度过高导致安全性差等问题，并且，非洲钴矿的开采屡屡和童工、囚禁、黑工等事件牵扯，有着“血钴”的恶名，因此，动力电池去钴化势在必行，取而代之的是电池高镍化。

当前国内宁德时代、比亚迪、蜂巢等高镍电池陆续量产，海外LG化学、松下、三星SDI 和SKI等企业也均有装机车型落地。

但在镍矿资源方面，中国同样不占优势。

据中国地质调查局数据，截至2020年底，全球镍矿储量9063万吨，主要分布在印尼和澳大利亚，而中国镍资源储量398万吨，仅占全球镍总储量的4.39%。

为此，宁德时代斥资60亿美元，布局印尼镍矿开采及电池生产项目；中伟股份则是直接引入青山控股子公司作为其战略投资者；杉杉股份也投资15.8亿在长沙投资建厂生产镍。

以上种种，充分证明了我国动力电池企业雄厚的实力和长远的眼光，这也是过去实现弯道超车的最大保障之一。

最后不得不提的，还有国内从业人士的拼搏精神。

2008年，比亚迪为了拿到巴菲特的投资，面对其质疑动力电池是否环保的问题，在考察客户面前拿着一整杯电解液一饮而尽。早在2016年，宁德时代的员工们为了交付产能，每天加班奋斗到九点......类似的例子数不胜数。

在未来，随着科技的逆袭，更多低成本的常见电池材料将被开发出来，也许各大动力电池厂家的最终归宿是打价格战，作为产业链上的一环，新能源汽车的价格趋势更是佐证了这点。

但究竟怎么发展，还是要看科技水平，技术与研发才是一个产业的核心，也是一国产业逆袭的基础条件。

前瞻经济学人APP 产业观察组

更多行业研究分析详见：

[1]《2022-2027年中国动力电池PACK行业发展前景预测与投资战略规划分析报告》，前瞻产业研究院

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参考资料：

[1]《国轩高科李缜：未来磷酸铁锂和三元占比或将稳定在6:4 》，CBEA电池中国

[2]《电池技术是否已经发展到天花板？未来电池的发展方向在哪里》，知乎何先生

[3]《比亚迪回应研发磷酸锰铁锂电池：各种材料都会有研究》，财经网汽车

[4]《钠离子电池+储能，一个目标明确的产业｜36氪新风向》，36氪

[5]《钒电池进入商业化初期，未来市场空间有多大？》，中国工业报

[6]《无钴，三元锂电池夺回市场的必经之路》，雷科技

[7]《聚焦 | 抢锂、抢钴、抢镍：动力电池的全球“矿”战》，经济观察报