1、 從一定的高度來(lái)看二次電池技術(shù)的發(fā)展

可以確定地說(shuō)，我們現(xiàn)在已經(jīng)置身于一個(gè)偉大的變革時(shí)代。人類(lèi)文明的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了蒸汽技術(shù)革命、電力技術(shù)革命和科學(xué)技術(shù)革命三次大變革，其中，蒸汽革命使人類(lèi)進(jìn)入到了工業(yè)時(shí)代，屬于能源革命；電力技術(shù)革命使工業(yè)升級(jí)，同時(shí)內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明使人類(lèi)交通方式進(jìn)入到了汽車(chē)時(shí)代，能源革命和交通革命同步進(jìn)行�？茖W(xué)技術(shù)革命興起于20世紀(jì)四五十年代，包含的內(nèi)容眾多，有信息技術(shù)、新能源技術(shù)、新材料技術(shù)、生物技術(shù)、空間技術(shù)等，以移動(dòng)通信&IT技術(shù)（互聯(lián)網(wǎng)）為核心。現(xiàn)在，二次電池技術(shù)的大發(fā)展，使能源、交通工具、移動(dòng)通信&IT這三者之間有了徹底打通的可能。





   圖1：以鋰離子電池為代表的二次電池技術(shù)的大發(fā)展，使移動(dòng)通信&IT、交通、能源這三大對(duì)人類(lèi)文明進(jìn)步至關(guān)重要的關(guān)鍵領(lǐng)域，相互之間徹底打通成為了可能

從圖1可以看到，這里面列舉到的智能電網(wǎng)、V2H、V2G、車(chē)聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛技術(shù)、電動(dòng)汽車(chē)等任何一個(gè)發(fā)展方面都前景無(wú)限，讓人激動(dòng)，諸多的資本、大企業(yè)、研發(fā)人員、創(chuàng)業(yè)者已在為之孜孜努力。這里，墨柯要提及的是，不管你想投身于哪個(gè)方向當(dāng)先驅(qū)，都要密切關(guān)注二次電池技術(shù)的進(jìn)展，使自己的技術(shù)開(kāi)發(fā)步調(diào)與二次電池基本同步，否則，太超前就很有可能成為先烈，太落后又會(huì)失去機(jī)遇。

這種例子在交通領(lǐng)域已不勝枚舉，每一種二次電池技術(shù)問(wèn)世之初或成熟的時(shí)候，都伴隨一波電動(dòng)汽車(chē)開(kāi)發(fā)的浪潮，但在鋰離子電池出現(xiàn)之前，這些努力全都無(wú)果而終。最近一次慘痛的失敗是通用汽車(chē)公司1996年推向市場(chǎng)的、使用鉛酸電池的EV1純電動(dòng)汽車(chē)，但市場(chǎng)反應(yīng)在驚艷之后立即冷淡，持續(xù)幾年極為慘淡的銷(xiāo)量使得通用汽車(chē)于2000年決定停止生產(chǎn)EV1，并將所有產(chǎn)品收回后銷(xiāo)毀，前后共砸進(jìn)去了數(shù)十億美元。墨柯認(rèn)為，根本原因在于鉛酸電池的能量密度太低，根本滿(mǎn)足不了應(yīng)用要求，結(jié)果就是通用汽車(chē)先驅(qū)變成先烈。

 

其他領(lǐng)域亦是如此。比如在需要用到智能手機(jī)等移動(dòng)終端設(shè)備的新技術(shù)上，如果該技術(shù)的使用讓蘋(píng)果iPhone手機(jī)由一天數(shù)充變成一小時(shí)一充，那么，這樣的新技術(shù)即使再好，要想讓消費(fèi)者大面積接受它也是很困難的，當(dāng)先烈的概率會(huì)遠(yuǎn)高于成功的概率。其他的例子就不多列舉了�？偠�言之，站在一定的高度來(lái)看，墨柯認(rèn)為，二次電池技術(shù)是人類(lèi)社會(huì)這個(gè)大系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)全面實(shí)現(xiàn)智能化的最重要的基礎(chǔ)技術(shù)之一。

2、 二次電池技術(shù)的發(fā)展已進(jìn)入鋰離子電池時(shí)代

按照定義，二次電池（Rechargeable battery）又稱(chēng)為充電電池或蓄電池，是指在電池放電后可通過(guò)充電的方式使活性物質(zhì)激活而繼續(xù)使用的電池。直觀理解，二次電池是一種儲(chǔ)能裝置，用二次電池存儲(chǔ)電能之后，可以在其他地點(diǎn)、其他時(shí)段使用能源。因此，二次電池是能源利用實(shí)現(xiàn)自由化的重要載體。



 

目前人們常見(jiàn)的二次電池主要有鉛酸電池、鎳氫電池、鎳鎘電池、鋰離子電池、液流電池（如釩電池、鋅溴電池等）、鈉硫電池等等。圖3是各種二次電池的市場(chǎng)發(fā)展情況。從圖3可以看到，二次電池市場(chǎng)目前基本上就是鉛酸電池和鋰離子電池兩強(qiáng)爭(zhēng)霸，但是，鉛酸電池市場(chǎng)的發(fā)展速度不僅遠(yuǎn)低于鋰離子電池，而且其很多固有市場(chǎng)都在被鋰離子電池所取代，如電動(dòng)自行車(chē)、移動(dòng)基站電源等�？梢哉J(rèn)為，二次電池技術(shù)發(fā)展已進(jìn)入到鋰離子電池時(shí)代。

從圖3還可以看到，液流電池、鈉硫電池等其他二次電池技術(shù)的市場(chǎng)規(guī)模不值一提，這些二次電池技術(shù)中有些技術(shù)的發(fā)展時(shí)間其實(shí)都不算短了，有的比鋰離子電池還長(zhǎng)（索尼于1991年向市場(chǎng)推出了第一只商業(yè)化的鋰離子電池產(chǎn)品）。市場(chǎng)已經(jīng)告訴了我們這些電池技術(shù)充其量在小眾市場(chǎng)中有生存可能，無(wú)法成長(zhǎng)為鋰離子電池的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

根據(jù)墨柯所掌握的情況來(lái)看，未來(lái)有可能成為鋰離子電池競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的二次電池技術(shù)有電容器電池和鈉離子電池等。電容器電池是在鋰離子電容器技術(shù)開(kāi)發(fā)的基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)的。鋰離子電容器具有鋰離子電池負(fù)極和雙電層超級(jí)電容器正極相結(jié)合的構(gòu)造，能量密度與超級(jí)電容器相比有大幅度提高，循環(huán)壽命是鋰離子電池的數(shù)倍甚至更長(zhǎng)。

 

在鋰離子電容器技術(shù)路線(xiàn)的基礎(chǔ)上，2011年12月，日本Eamex公司開(kāi)發(fā)出了一種將正極換成了導(dǎo)電性高分子膜的新型鋰離子電容器產(chǎn)品 “電容器電池”，該產(chǎn)品具有能在數(shù)分鐘內(nèi)充放電7,000W/kg的輸出密度和600Wh/L的能量密度，同時(shí)保持了超長(zhǎng)壽命的特性。這條路線(xiàn)如果進(jìn)展順利，綜合性能可相匹敵甚至超越鋰離子電池的電容器電池產(chǎn)品或許會(huì)在未來(lái)某個(gè)時(shí)間上市。不過(guò)，這個(gè)時(shí)間會(huì)有多長(zhǎng)誰(shuí)也不清楚，Eamex公司也沒(méi)能拿出一個(gè)量產(chǎn)的時(shí)間表來(lái)。墨柯估計(jì)10年之內(nèi)即便量產(chǎn)，可能也難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。

從資源的角度，鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展長(zhǎng)期來(lái)看確實(shí)會(huì)面臨鋰資源瓶頸問(wèn)題，因?yàn)榈厍蛏系匿囐Y源并不豐富，而這一點(diǎn)也正是鈉離子電池技術(shù)受到越來(lái)越多人關(guān)注的主要原因。理論上看，鈉離子電池的性能和鋰離子電池大致相當(dāng)，但是，鈉在地殼中有豐富的儲(chǔ)量，約占2.74%，為第六豐富元素，且分布廣泛，尤其海水中的鈉資源儲(chǔ)量非常豐富（世界上鹽的一半是由鈉元素組成）。以目前的認(rèn)知能力判斷，資源的優(yōu)勢(shì)決定了鈉離子電池終究有一天會(huì)取代鋰離子電池。

鈉離子電池是正極材料為含鈉氧化物（貧鈉），負(fù)極在嘗試鈉金屬、碳材料、鈉系合金材料甚至其他金屬。由于鈉離子比鋰離子半徑約大30%，因此，找到適合的正負(fù)極材料以及匹配的電解質(zhì)材料是鈉離子電池技術(shù)開(kāi)發(fā)的關(guān)鍵所在。目前在開(kāi)發(fā)鈉離子電池技術(shù)方面最為領(lǐng)先的是日本住友電工，公司目前已開(kāi)發(fā)出能量密度167Wh/kg（290Wh/L）（注：蘋(píng)果和特斯拉使用鋰離子電池目前的能量密度均在250Wh/kg左右）的鈉離子電池產(chǎn)品，且將鈉離子電池技術(shù)量產(chǎn)的時(shí)間定在2016年，成本目標(biāo)是2萬(wàn)日元/kWh（約合200美元/kWh）。豐田正在和住友電工合作開(kāi)發(fā)用于電動(dòng)汽車(chē)的鈉離子電池技術(shù)。
 資源雖然比鈉資源少得多得多，但未來(lái)數(shù)十年內(nèi)我們絲毫不用擔(dān)心鋰資源的問(wèn)題。對(duì)于鈉離子電池，墨柯認(rèn)為，即便住友電工能如期于2016年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，鈉離子電池要規(guī)�；�取代鋰離子電池也還有較長(zhǎng)的路要走，因?yàn)樗�還要解決很多技術(shù)問(wèn)題（如：90℃高溫是鈉離子電池適宜的工作溫度環(huán)境，如何在常溫和低溫下工作就是個(gè)大問(wèn)題）和產(chǎn)業(yè)配套問(wèn)題等等，這些問(wèn)題的解決都需要時(shí)間。

綜合判斷，在二次電池領(lǐng)域，至少未來(lái)10年是屬于鋰離子電池的時(shí)代。10年之后，電容器電池和鈉離子電池有較大可能發(fā)展成為鋰離子電池強(qiáng)有力的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。至于是否還會(huì)有其他具備競(jìng)爭(zhēng)潛力的二次電池技術(shù)，目前還看不清楚。

注：燃料電池是一種發(fā)電裝置，而非儲(chǔ)能裝置，與鋰離子電池本質(zhì)上不存在競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，但對(duì)鋰電市場(chǎng)會(huì)產(chǎn)生一定影響。一般來(lái)說(shuō)，使用燃料電池時(shí)需要二次電池配套儲(chǔ)能。燃料電池車(chē)如果能夠大規(guī)模應(yīng)用，肯定會(huì)影響到電動(dòng)汽車(chē)的銷(xiāo)量，從而影響到鋰離子電池的市場(chǎng)需求，因?yàn)榍罢邔?duì)鋰離子電池的單位用量不大，而后者較大。

鋰電新能源產(chǎn)業(yè)鏈的具體情況見(jiàn)圖5。中國(guó)鋰電新能源產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展大致是從下游往上游逐步國(guó)產(chǎn)化的。下游手機(jī)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展催生了鋰離子電池龐大的市場(chǎng)需求，比亞迪大約在1997年的時(shí)候率先將鋰離子電池實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，其創(chuàng)造的“半手工+半機(jī)械化”的生產(chǎn)方式使得中國(guó)的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)迅速在全球占據(jù)重要地位，成為三足鼎立中的一足。

其魯2000年從日本回國(guó)，創(chuàng)建中信國(guó)安盟固利，率先將鈷酸鋰正極材料國(guó)產(chǎn)化，拉開(kāi)了鋰離子電池關(guān)鍵材料國(guó)產(chǎn)化的序幕，負(fù)極材料、電解液、隔膜等其他三大關(guān)鍵材料在此之后陸續(xù)實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。再往后，一些關(guān)鍵的原材料（如碳酸鋰、六氟磷酸鋰等）也陸續(xù)實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈全部打通。目前中國(guó)的鋰電產(chǎn)業(yè)配套已經(jīng)非常完善，人才儲(chǔ)備也由短缺快速進(jìn)入到豐富狀態(tài)，再加上較低的成本，吸引了全球鋰電產(chǎn)能向中國(guó)轉(zhuǎn)移。中國(guó)成了鋰電新能源產(chǎn)業(yè)鏈全球最大的生產(chǎn)基地，包括鋰離子電池在內(nèi)的多數(shù)產(chǎn)品產(chǎn)能的全球占比超過(guò)50%。
 我們需要對(duì)鋰電產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)發(fā)展有一個(gè)準(zhǔn)確的宏觀了解，才能在方向上確定這個(gè)領(lǐng)域有哪些投資機(jī)會(huì)。關(guān)于鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的宏觀情況和分析見(jiàn)圖6，這里就不贅述。墨柯認(rèn)為，未來(lái)兩三年內(nèi)鋰電產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在如下兩大顯著特點(diǎn)：

①產(chǎn)業(yè)重新洗牌的進(jìn)程大致從2013年下半年開(kāi)始，2014年和2015年會(huì)比較動(dòng)蕩，在經(jīng)歷了較大范圍較大規(guī)模的并購(gòu)重組之后，預(yù)計(jì)2016年或2017年之后行業(yè)格局重新趨于穩(wěn)定。
 

②可使鋰離子電池性能（主要是指能量密度）較大幅度提升的新技術(shù)的開(kāi)發(fā)，雖然不如前幾年預(yù)測(cè)那般早到，但經(jīng)過(guò)這幾年的努力，目前確實(shí)已到了量產(chǎn)前夜，預(yù)計(jì)未來(lái)兩三年內(nèi)會(huì)陸續(xù)有企業(yè)向市場(chǎng)推出新技術(shù)產(chǎn)品，這將會(huì)極大影響并改變市場(chǎng)格局。

從圖6不難看到，鋰電新能源產(chǎn)業(yè)鏈上主要的投資機(jī)會(huì)有：①產(chǎn)業(yè)并購(gòu)重組。毋庸置疑，鋰電新能源產(chǎn)業(yè)重新洗牌的時(shí)候同時(shí)也是產(chǎn)業(yè)并購(gòu)重組的良機(jī)。②現(xiàn)階段鋰電產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展呈現(xiàn)出明顯的“強(qiáng)者恒強(qiáng)、大者愈大”的發(fā)展態(tài)勢(shì)，政府也希望相關(guān)產(chǎn)業(yè)規(guī)模化和集中化以便與日韓巨頭競(jìng)爭(zhēng)，因此，鋰電新能源產(chǎn)業(yè)鏈上細(xì)分市場(chǎng)的行業(yè)寡頭企業(yè)有較大的投資價(jià)值。③一些具有較大產(chǎn)業(yè)化前景的新技術(shù)。

除此之外，還有兩大主要的投資機(jī)會(huì)：①生產(chǎn)設(shè)備升級(jí)換代。電動(dòng)汽車(chē)等市場(chǎng)的高速發(fā)展，使得市場(chǎng)對(duì)鋰離子電池一致性的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的“半手工+半機(jī)械化”的生產(chǎn)方式必須改變，向更高程度地機(jī)械化和自動(dòng)化邁進(jìn)。生產(chǎn)設(shè)備升級(jí)換代的時(shí)代已經(jīng)到來(lái)。②商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式的創(chuàng)新，這在電動(dòng)汽車(chē)方面體現(xiàn)得最為明顯。在電池能量密度不足、消費(fèi)者存在明顯“里程焦慮”的現(xiàn)階段，創(chuàng)新商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式，轉(zhuǎn)移消費(fèi)者的注意力非常重要。