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动力电池霸主易位,日本被中国这样甩远了

2022-06-02 11:51
C次元
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作者丨北   岸

责编丨崔力文

编辑丨别   致

打江山容易,守江山难,丢掉的江山想再次夺回来,更是难上加难。

两个月前,《日本经济新闻》专门策划了一期主题为“华流EV”的系列撰稿,研究探讨的内容包括“蔚小理”为代表的中国造车新势力、华为百度挺进智能车赛道以及上汽东风等传统车企的电气化转型。

昔日,中国自主汽车视日系为研发圭臬,早期甚至不惜用市场换技术,没想到进入新四化的新一轮竞争,我们却成了隔壁东瀛重点研究的对象。

在“内卷”严重剩的电动车领域,日本非常清楚自己的短板在哪里。纯电动赛道发力较晚,且自身的电气化产业链并不算强,电池领域目前只剩松下拿得出台面,芯片半导体领域则是中国台湾、美国和韩国的天下。特别是锂电池产业的日渐衰落,更是日本陷入“失去的二十年”发展怪圈的真实写照。

“日本电池正立于悬崖之上。”

这是日本诺贝尔化学奖获得者、也是日本锂离子电池开发者吉野彰的忠告,这位年过七旬的行业先驱一语道出日本电池产业的残酷真相,“悬崖之上”的行业警告也绝不是博人眼球的危言耸听。

电池产业的优势逐渐向中国转移,这是日本当下不得不面对的最大现实,在电气化时代,日本汽车产业链的底层竞争力也因此陷入困境。

在过去很长的一段时间里,日本公司在正极材料、负极材料、绝缘膜和电解质四大板块长期占据世界市场份额的首位。但是最近几年,日本电池早期的核心优势、特别是锂电上游产业链的的强势竞争力,几乎都被中国迎头超越,这种被“反杀”的焦虑,和他们的芯片制造业如出一辙。

01被原材料掐住咽喉

优势不再,日本开始慌了。

2021年4月,为了争夺电池原材料,五十多家日本企业史无前例地聚集在一起,抱团成立了联盟团体日本电池供应链协会(简称BASC)。被列入协会名单的公司,除了有丰田、日产和本田等汽车制造商,还有三菱商事、三井物产等公司,目的是让日系血统的上下游企业团结起来,为电动车供应链未雨绸缪。

心急火燎地组建BASC,这本质上是中国倒逼的产物。第一任会长由住友金属的电池材料事业本部长阿部功担任,他在接受《日本经济新闻》采访时,对日本行业的现状丝毫不乐观——“我们正被中国军团逐渐反超,这注定是一场艰苦的战斗。”

这场战斗为何难打?

根源在于原材料劣势。汽车电池材料主要由正极材料、负极材料、绝缘膜和电解液四部分组成,其中,成本最高的是正极材料,它通常使用昂贵的稀有金属(如锂、镍和钴)约占电池成本的接近五成。

处理正极材料所需要的的稀有金属,对技术能力有较高的要求,日本在这方面依旧维持着属于自己的独特优势。简单举个例子,住友金属矿山目是松下锂电池正极材料的主要供应商,在镍、钴和铝等供应端依旧处于全球市场份额的榜首。

那么,真正的挑战在哪里?一方面是金属开采,另一方面,则是加工稀有金属的中间材料。根据美国地质调查局(U.S. Geological Survey)的统计,电动汽车电池中最常用的金属和世界上最大的金属生产国如下:

锂:澳大利亚

钴:刚果民主共和国

镍:印度尼西亚

锰:南非

石墨:中国

锂离子电池的原料稀有金属大多在非汽车大国生产,就拿锂来说,澳大利亚已占世界生产量的约6成,钴的生产量也被刚果占据近7成的比重。值得一提的是,因为与乌克兰的冲突逐渐加剧,俄罗斯的也镍价飙升了一倍多,那里钴的产量现居世界第二位。

但是,掣肘不只是正极材料。

在其它原材料的采购方面,日本现阶段依旧处于劣势。电解液的主要成分就是由氟化工提取,萤石矿就是其的关键,但中国却在萤石矿领域占了全球总量的60%,而作为电解液核心组成部分的六氟磷酸锂,其加工与生产目前也大多集中在中国。

负极材料也一样。

目前的主流负极材料仍然是石墨类负极材料,而石墨的主要原料则有两种:天然石墨和人造石墨,有意思的是,这两者都高度依赖中国。 世界上超过五成的天然石墨来自中国,而中国在人造石墨方面又有电费优势,这些都是成本维度的加分项。

02筚路蓝缕,东瀛霸主

创业维艰,吉野彰深有体会。

最初的研究是从1981年开始的,由于离子在电化学领域有流动的特性,因此吉野彰认为,离子或许能用于电池的负极材料。但是,他刚开始却很难找到适合这种负极材料的正极材料,直到美国德克萨斯大学展示了钴酸锂正极相结合的新发现,业界才研发出比镍氢电池轻三分之一的新型电池。

从市场的实际需求来看,大部分业界人士彼时都在强调电池的轻量化,但吉野彰却一直相信,未来的电池,小型化一定是刚需。“遗憾的是,聚乙炔是塑料制成,体积和之前的电池没什么不同。在各种材料的反复试验中,我发现旭化成研究的特殊晶体结构的新碳纤维,就试着用碳纤维代替聚乙炔,实验过程中得到了很好的反馈,这就是锂离子电池的前身。”

锂电池研发,主要有三个阶段:

第一阶段是基础研究,正如上文介绍的研发细节;第二阶段是商业化探讨,让技术适应市场的需求,如安全性和成本;第三阶段,则是大规模生产后的落地销售。

但是,所有的创新技术到商业化量产之间,有隔着一个巨大的鸿沟,科研界把它称之为“达尔文之海”(Darwinian Sea),所有的技术和市场风险,都会在大规模产业化之前成为平静海面下潜涌的涡流。

锂电池也曾遭遇同样的困境。

锂离子电池的正式商业化,始于1991年,但是这一类型的电池在推向市场的初期并不受欢迎。

“旭化成开发的锂电池产品,刚开始一度无人问津,但真正的转机来自1995年。这一年对于我们太重要了,因为从那时起,全球进入了移动智能时代,整个世界走向了移动互联,手机和平板电脑等都需要使用大量锂电池,锂电子电池也呈现了几何级增长。”

划时代的拐点,终于到了。

吉野彰曾在采访时表示,1995年,微软发布了具有拐点意义的Windows95操作系统,带着IE浏览器等一系列新应用一路狂奔,让全球科技界对新系统的横空出世充满尖叫。也是在那年的分水岭之后,锂电池引领了全球的抢购风潮,吉野彰等一众科学家的最新成果,也获得了世界学界和专家的认同和共鸣。

正所谓,平地一声雷。

社会爆发式的要求,终将倒逼着锂离子电池的技术革新。锂电池在日本迅速实现商业化,往后的数十年间,我们的邻居聚焦锂电池修炼出一整套从技术研发到家电、汽车、高精尖科学仪器商业化应用的“看家本领”,世界范围内可谓难逢敌手,风头之盛一时无两。

夸张到什么地步?

日媒曾盘点过巅峰时期的产业垄断,根据富士凯美莱总研2006年发布的一组数据,日本当时在锂离子电池的四大主要构件中拥有全球最的高份额——

中,正极材料、电解液和绝缘膜的市场份额分一度逼近80%,负极材料则抢走了全球高达96%的份额。

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