2014년 4월 21일 아침 머스크는 개인 비행기로 베이징 차오푸 팡차오에서 낙하산을 타고 중국 과학기술부를 방문하여 테슬라의 중국 진출을 위한 미래를 탐색하기 위한 첫 번째 정류장을 찾았습니다.과학기술부는 늘 테슬라를 독려해 왔지만 이번에 머스크는 문을 닫고 중국이 전기자동차 세제개편을 검토하고 있다는 답을 들었다.개혁이 완료되기 전에 모델 S는 여전히 기존 연료 차량과 같은 25% 관세를 지불해야 합니다.

그래서 머스크는 괴짜 박 혁신가 서밋을 통해 "외칠" 계획이다.중산 공연장 본관에는 양위엔칭, 저우홍이, 장이밍 등이 무대에 올랐다.그리고 머스크는 무대 뒤에서 기다렸다가 휴대폰을 꺼내 트위터에 올렸다.음악이 울리자 그는 환호와 박수를 보내며 무대로 성큼성큼 올라갔다.그러나 그가 미국으로 돌아왔을 때 그는 트위터에 "중국에서 우리는 기어다니는 아기와 같다"고 불평했다.

그 이후로 Tesla는 시장이 일반적으로 약세이고 난산 문제로 인해 고객 수금 주기가 반년으로 이어지면서 여러 차례 파산 직전에 있었습니다.그 결과 사향은 쓰러지고 마리화나를 피우기까지 했으며 진행 상황을 모니터링하기 위해 매일 캘리포니아 공장에서 잠을 잤습니다.용량 문제를 해결하는 가장 좋은 방법은 중국에 슈퍼 공장을 건설하는 것입니다.이를 위해 머스크는 홍콩 연설에서 외쳤습니다. 중국 고객을 위해 그는 위챗 사용법도 배웠습니다.

시간은 흐른다.2020년 1월 7일, 머스크는 다시 상하이를 방문해 테슬라 상하이 슈퍼 공장에서 중국 자동차 오너들에게 국산 모델 3 키 1차 물량을 전달했다.그의 첫마디는 “중국 정부에 감사드립니다.즉석에서 백럽 댄스도 췄다.이후 국산 모델 3의 급격한 가격 인하로 업계 안팎의 많은 사람들은 중국의 신에너지 자동차의 종말이 다가오고 있다는 공포에 휩싸였다.

그러나 지난 1년 동안 Tesla는 배터리 자연 발화, 엔진 제어 불능, 채광창 날아가는 등 대규모 전복 사고를 경험했으며 Tesla의 태도는 "합리적"이거나 오만해졌습니다.최근 테슬라는 신차 정전으로 인해 중앙 언론의 비난을 받고 있다.비교적 말하기, Tesla 배터리 수축 문제는 매우 일반적이며, 인터넷에서 자동차 소유자는 목소리도 차례로 비난합니다.

이에 따라 국가기관은 공식적으로 조치를 취하였다.최근 시장 감독 총국 및 기타 5 개 부서는 비정상적인 가속, 배터리 화재, 원격 차량 업그레이드 등과 같은 문제가 주로 관련된 Tesla를 인터뷰했습니다. 우리 모두 알고 있듯이 국내 리튬 인산 철 배터리는 기본적으로 국내 모델 3에 사용됩니다. .

리튬 배터리는 얼마나 중요합니까?산업 발전 과정을 돌이켜보면 중국은 과연 핵심 기술을 장악하고 있을까?성공을 달성하는 방법?

1/ 시대의 중요한 도구

20세기에 인류는 이전 2000년의 합보다 더 많은 부를 창출했습니다.그 중에서도 과학기술은 세계문명과 경제발전을 촉진하는 결정적 동력이라고 할 수 있다.지난 100년 동안 인류가 창조한 과학기술의 발명품은 별처럼 빛났으며, 그 중 두 가지는 역사적 과정에 지대한 영향을 미친 것으로 인정받고 있습니다.첫 번째는 컴퓨터가 없는 트랜지스터입니다.두 번째는 리튬 이온 배터리로, 그것 없이는 세상을 상상할 수 없습니다.

오늘날 리튬 배터리는 매년 수십억 대의 휴대폰, 노트북 및 기타 전자 제품뿐만 아니라 수백만 대의 신에너지 자동차, 심지어 충전이 필요한 지구상의 모든 휴대용 장치에 사용되었습니다.또한 새로운 에너지 자동차 혁명의 도래와 더 많은 모바일 장치의 생성으로 리튬 배터리 산업의 미래는 밝을 것입니다.예를 들어, 리튬 배터리 셀의 연간 생산 가치만 해도 2,000억 위안에 도달했으며 미래가 코앞에 다가왔습니다.

세계 여러 나라에서 공식화한 연료 차량의 향후 제거를 위한 계획과 일정도 "금상화"가 될 것입니다.가장 빠른 것은 2025년 노르웨이, 2035년경 미국 일본 등 유럽 여러 나라다. 중국은 명확한 시간 계획이 없다.미래에 새로운 기술이 없다면 리튬 배터리 산업은 수십 년 동안 계속해서 번창할 것입니다.리튬전지 핵심기술을 소유한 자가 업계를 석권할 수 있는 권세를 가졌다고 할 수 있다.

서유럽 국가들은 연료 차량을 단계적으로 폐지하기 위한 시간표를 설정했습니다.

수년에 걸쳐 유럽과 미국, 중국, 일본 및 한국은 리튬 배터리 분야에서 많은 유명 과학자, 많은 일류 대학 및 연구 기관, 거인 및 자본 컨소시엄이 참여하는 치열한 경쟁과 난투를 시작했습니다. 석유, 화학, 자동차, 과학 기술 산업.글로벌 리튬 배터리 산업의 발전 경로가 반도체와 동일하다고 누가 생각했을까요? 유럽과 미국에서 시작되어 일본과 한국보다 강하고 마침내 중국이 지배하게되었습니다.

1970년대와 1980년대에 유럽과 미국에서 리튬 배터리 기술이 등장했습니다.나중에 미국인들은 리튬 코발트 산화물, 리튬 망간 산화물 및 리튬 철 인산염 배터리를 연속적으로 발명하여 업계를 주도했습니다.1991년 일본이 리튬이온전지를 가장 먼저 산업화했지만 시장은 계속 위축됐다.반면 한국은 국가에 의존해 추진하고 있다.동시에 중국은 정부의 강력한 지원으로 리튬 배터리 산업을 세계 최초의 단계로 만들었습니다.

리튬 배터리 산업의 발전 과정에서 유럽, 미국 및 일본은 기술을 촉진하는 데 중요한 역할을 했습니다.2019년 노벨 화학상은 리튬 이온 배터리 연구 개발에 기여한 공로를 인정받아 미국 과학자 존 구디나프, 스탠리 휘팅엄, 일본 과학자 요시노에게 수여되었습니다.미국과 일본의 과학자들이 노벨상을 수상한 이상 중국은 과연 리튬전지 핵심기술을 주도할 수 있을까?

2/ 리튬 배터리의 요람 

글로벌 리튬 배터리 기술의 발전은 따라야 할 길이 멀다.1970년대 초 석유 위기에 대응하여 Exxon은 뉴저지에 연구소를 설립하여 스탠포드 대학의 고체 전기화학 박사후 연구원인 Stanley Whitingham을 포함하여 물리학 및 화학 분야의 많은 최고 인재를 유치했습니다.그 목표는 새로운 에너지 솔루션을 재구성하는 것, 즉 차세대 충전식 배터리를 개발하는 것입니다.

동시에 Bell Labs는 Stanford University의 화학자 및 물리학자 팀을 구성했습니다.양측은 차세대 배터리 연구 개발에서 극도로 치열한 경쟁을 시작했습니다.연구가 관련이 있어도 “돈은 문제가 아니다.”거의 5년간의 극비 연구 끝에 Whitingham과 그의 팀은 처음으로 세계 최초의 충전식 리튬 이온 배터리를 개발했습니다.

이 리튬 배터리는 황화티타늄을 음극 물질로, 리튬을 양극 물질로 창의적으로 사용합니다.가볍고 대용량이며 메모리 효과가 없다는 장점이 있습니다.동시에 질적 도약이라 할 수 있는 기존 배터리의 단점을 버린다.엑손은 1976년 세계 최초로 리튬전지 발명특허를 신청했지만 산업화의 혜택을 받지 못했다.그러나 이것은 "리튬의 아버지"라는 Whitingham의 명성과 세계에서의 그의 지위에 영향을 미치지 않습니다.

Whitingham의 발명이 업계에 영감을 주었지만 배터리 충전 연소 및 내부 분쇄는 gudinaf를 포함한 팀을 크게 괴롭혔습니다.따라서 그와 두 명의 박사 후 조교는 주기율표를 체계적으로 탐구하기를 계속했습니다.1980년에 그들은 마침내 최고의 재료가 코발트라고 결정했습니다.리튬이온 배터리의 음극으로 사용할 수 있는 리튬코발트산화물은 당시 그 어떤 소재보다 월등히 뛰어났고 빠르게 시장을 선점했다.

그 이후로 인간 배터리 기술은 상당한 발전을 이루었습니다.리튬 코발타이트가 없으면 어떻게 될까요?요컨대, "대형 휴대폰"은 왜 그렇게 크고 무거웠을까요?리튬 코발트 배터리가 없기 때문입니다.그러나 리튬 코발트 산화물 배터리에는 많은 장점이 있지만 대규모 적용 후에는 높은 비용, 열악한 과충전 저항 및 사이클 성능, 심각한 폐기물 오염 등의 단점이 드러납니다.

그래서 goodinav와 그의 학생인 Mike Thackeray는 계속해서 더 나은 자료를 찾았습니다.1982년 Thackeray는 선구적인 리튬 망간 배터리를 발명했습니다.그러나 곧 그는 리튬 배터리를 연구하기 위해 Argonne National Laboratory(ANL)로 뛰어들었습니다.그리고 구디나프와 그의 팀은 주기율표에서 다시 한 번 체계적으로 금속을 교환함으로써 철과 인의 조합으로 목록을 축소하면서 대체 물질을 계속 찾고 있습니다.

결국 철과 인은 팀이 원하는 구성을 형성하지 않았지만 또 다른 구조를 형성했습니다. licoo3 및 LiMn2O4 이후 리튬 이온 배터리의 세 번째 양극 재료인 LiFePO4가 공식적으로 탄생했습니다.따라서 가장 중요한 세 가지 리튬 이온 배터리 양극은 모두 고대부터 디나프의 실험실에서 탄생했습니다.앞서 언급한 두 명의 노벨상 화학자가 탄생하면서 세계 리튬전지의 요람이 되기도 했다.

1996년에 텍사스 ​​대학교는 goodinaf의 연구실을 대신하여 특허를 신청했습니다.이것은 LiFePO4 배터리의 첫 번째 기본 특허입니다.이후 프랑스 리튬 과학자인 Michelle Armand가 팀에 합류하여 dinaf와 함께 LiFePO4 탄소 코팅 기술 특허를 신청하여 LiFePO4의 두 번째 기본 특허가 되었습니다.이 두 특허는 어떠한 경우에도 우회할 수 없는 핵심특허입니다.

3/ 기술 이전

기술응용의 발전과 함께 리튬코발트산화물전지의 음극은 해결해야 할 시급한 문제가 있어 급속히 산업화되지 못하고 있다.당시 리튬전지의 음극재로는 리튬금속이 사용됐다.상당히 높은 에너지 밀도를 제공할 수 있었지만 양극 물질의 점진적 분말화 및 활성 손실, 리튬 덴드라이트의 성장이 다이어프램을 관통하여 단락 또는 심지어 연소 및 폭발을 일으킬 수 있는 등 많은 문제가 있었습니다. 배터리.

문제가 매우 어려울 때 일본인이 나타났습니다.Sony는 오랫동안 리튬 배터리를 개발해 왔으며 글로벌 개발에 세심한 주의를 기울였습니다.그러나 언제 어디서 리튬 코발타이트 기술을 얻었는지에 대한 정보는 없습니다.1991년 Sony는 인류 역사상 최초의 상업용 리튬 이온 배터리를 출시했으며 최신 ccd-tr1 카메라에 여러 개의 리튬 코발트 산화물 원통형 배터리를 넣었습니다.그 이후로 세계 소비자 전자 제품의 얼굴이 다시 쓰여졌습니다.

이 중요한 결정을 내린 것은 요시노였다.그는 리튬 배터리의 양극으로 리튬 대신 탄소(흑연)를 사용하고 리튬 코발트 산화물 음극과 결합하는 것을 개척했습니다.이는 리튬전지의 용량과 사이클 수명을 근본적으로 향상시키고, 리튬전지 산업화의 마지막 원동력인 비용을 감소시킨다.그 이후로 중국과 한국 기업들이 리튬 배터리 산업의 물결에 뛰어들었고, 이 때 새로운 에너지 기술(ATL)이 확립되었습니다.

기술 도용으로 인해 텍사스 대학과 일부 기업이 시작한 '권리 동맹'이 전 세계적으로 칼을 휘두르며 많은 국가와 기업이 관련된 특허 분쟁이 발생했습니다.사람들은 여전히 ​​LiFePO4가 가장 적합한 전원 배터리라고 생각하지만, 리튬 니오브산염, 리튬 코발트 및 리튬 망간의 장점을 결합한 새로운 양극 재료 시스템이 캐나다의 한 실험실에서 조용히 탄생했습니다.

2001년 4월 dalhous University의 물리학 교수이자 캐나다 3M 그룹의 수석 과학자인 Jeff Dann은 대규모 상업용 니켈 코발트 망간 삼원계 복합 양극 재료를 발명하여 리튬 배터리가 시장 진입의 마지막 단계를 돌파하도록 촉진했습니다. .그해 4월 27일 3M은 삼원재료의 기본 핵심 특허인 특허를 미국에 신청했다.즉, 삼진법에 있는 한 아무도 돌아다닐 수 없습니다.

거의 같은 시기에 아르곤국립연구소(ANL)에서 리치 리튬의 개념을 최초로 제안하고 이를 바탕으로 적층형 리튬 리치 및 고망간 3성분계 물질을 발명하여 2004년에 성공적으로 특허를 출원하였다. 이 기술 개발은 망간산 리튬을 발명한 타커렐입니다.2012년까지 테슬라는 점진적인 상승세를 타개하기 시작했다.머스크는 3M의 리튬 배터리 R&D 부서 직원을 채용하기 위해 몇 배나 높은 연봉을 제안했다.

3M은 이를 기회로 물살을 가르며 '사람은 가도 특허권은 남는다'는 전략을 채택해 배터리 사업부를 완전히 해체하고 특허 수출과 기술협력으로 더 높은 수익을 올렸다.이 특허는 일렉트론, 파나소닉, 히타치, 삼성, LG, L&F, SK 등 일본과 한국의 여러 리튬전지 기업과 중국 산산, 후난 루이샹, 베이다 셴셴 등 양극재 업체에 부여됐다. 총 10개 이상의 기업.

Anl의 특허는 독일 화학 대기업인 BASF, 일본 양극재 공장인 Toyoda Industries, 한국 기업인 LG의 세 회사에만 부여됩니다.나중에 삼원 재료의 핵심 특허 경쟁을 중심으로 두 개의 최고 산업 대학 연구 제휴가 형성되었습니다.이것은 사실상 서구, 일본, 한국의 리튬 배터리 기업의 "본질적인" 기술력을 형성한 반면 중국은 많은 것을 얻지 못했습니다.

4/ 중국 기업의 부상

중국이 핵심 기술을 마스터하지 못한 상황에서 어떻게 상황을 깨뜨렸는가?중국의 리튬 배터리 연구는 너무 늦지 않았으며 세계와 거의 동기화되었습니다.1970년대 후반, 독일 중국 공학원의 학자 Chen Liquan의 추천에 따라 중국 과학원 물리학 연구소는 중국 최초의 고체 이온 실험실을 설립하고 리튬에 대한 연구를 시작했습니다. 이온 전도체 및 리튬 배터리.1995년 중국과학원 물리학연구소에서 중국 최초의 리튬전지가 탄생했다.

동시에 1990년대 가전제품의 부상으로 인해 중국의 리튬 배터리가 동시에 부상했으며 Lishen, BYD, bick 및 ATL이라는 "4대 거인"이 등장했습니다.일본이 산업 발전을 주도했지만 생존의 딜레마로 인해 Sanyo Electric은 Panasonic에 매각되었고 Sony는 리튬 배터리 사업을 Murata Production에 매각했습니다.치열한 시장 경쟁 속에서 BYD와 ATL만이 중국의 '빅4'다.

2011년 중국 정부의 보조금 "화이트리스트"는 외자 기업을 차단했습니다.일본 자본에 인수된 후 ATL의 정체성은 구식이 되었습니다.그래서 ATL의 설립자인 Zeng Yuqun은 전원 배터리 사업을 독립적으로 만들고 중국 자본이 참여하게 하고 모회사인 TDK의 주식을 희석할 계획을 세웠지만 승인을 받지 못했습니다.그래서 Zeng Yuqun은 Ningde 시대 (catl)를 설립하고 독창적 인 기술 축적을 진행하여 흑마가되었습니다.

기술 경로 측면에서 BYD는 Ningde 시대의 고에너지 밀도 리튬 삼원 전지와 다른 안전하고 비용 효율적인 인산철 리튬 전지를 선택합니다.이것은 BYD의 비즈니스 모델과 관련이 있습니다.회사 설립자 Wang Chuanfu는 "지팡이를 끝까지 먹는 것"을 옹호합니다.유리와 타이어를 제외하고 자동차의 거의 모든 부품은 자체적으로 생산 및 판매되며 가격 우위로 외부 세계와 경쟁합니다.이를 바탕으로 비야디는 오랫동안 국내 시장 2위 자리를 굳건히 지켰다.

그러나 BYD의 장점은 약점이기도 합니다. BYD는 배터리를 만들고 자동차를 판매하기 때문에 다른 자동차 제조업체는 자연스럽게 불신하고 자신보다 경쟁사에 주문하는 것을 선호합니다.예를 들어 Tesla는 BYD의 LiFePO4 배터리 기술이 더 많이 축적되었지만 여전히 Ningde 시대의 동일한 기술을 선택합니다.BYD는 상황을 바꾸기 위해 전원 배터리를 분리해 '블레이드 배터리'를 출시할 계획이다.

개혁개방 이후 리튬전지는 선진국을 따라잡을 수 있는 몇 안 되는 분야 중 하나다.그 이유는 다음과 같습니다. 첫째, 국가는 전략적 보호를 중시합니다.둘째, 시작하기에 너무 늦지 않았습니다.셋째, 국내 시장이 충분히 크다.넷째, 전문기술인과 기업가를 꿈꾸는 집단이 힘을 합쳐 돌파한다.그러나 확대하면 닝더 시대라는 이름처럼 중국의 경제적 성과와 전기 자동차 시대가 닝더 시대를 형성합니다.

요즘 중국은 음극재와 전해질 연구에서 선진국에 뒤지지 않지만 리튬 배터리 분리막, 에너지 밀도 등과 같은 몇 가지 단점이 여전히 존재합니다.분명히 서양, 일본, 한국의 기술 축적에는 여전히 몇 가지 이점이 있습니다.예를 들어 Ningde Times는 몇 년 동안 세계 배터리 시장에서 1위를 차지했지만 국내외 업계 연구 보고서에는 여전히 Panasonic과 LG가 1위, Ningde Times와 BYD가 2위를 기록하고 있습니다.

5. 결론
 

의심 할 여지없이 향후 관련 연구의 추가 개발과 함께 세계에서 리튬 배터리의 개발 및 적용은 인류 사회의 에너지 개혁 및 혁신을 촉진하고 지속 가능한 발전에 새로운 추진력을 주입하는 더 넓은 전망을 안내 할 것입니다. 경제와 사회의 발전과 환경보호를 강화합니다.업계를 선도하는 자동차 회사인 Tesla는 메기 같은 존재입니다.신에너지 자동차 개발에 박차를 가하는 동시에 리튬 배터리 시장 환경에 도전하는 데 앞장서고 있습니다.

Zeng Yuqun은 한때 Tesla와의 제휴에 대한 내부 이야기를 공개했습니다. Musk는 하루 종일 비용에 대해 이야기했습니다.Tesla가 배터리 비용을 낮추고 있다는 의미입니다.다만 테슬라와 닝데시대가 중국 시장에 뛰어드는 과정에서 차량과 배터리 모두 비용 때문에 품질 문제를 외면해서는 안 된다는 점에 유의해야 한다.그렇게 되면 원래의 선의의 정책 시리즈는 그 의미가 크게 줄어들 것입니다.

게다가 암울한 현실도 있다.중국이 리튬 배터리 시장을 지배하고 있지만 인산철리튬 및 3원계 재료의 핵심 기술과 특허는 대부분 중국인의 손에 있지 않다.일본과 비교할 때 중국은 리튬 배터리 연구 및 개발에 대한 인적 및 자본 투자에 큰 격차가 있습니다.이것은 국가, 과학 연구 기관 및 기업의 장기적인 지속성과 투자에 의존하는 기초 과학 연구의 중요성을 강조합니다.

현재 리튬 배터리는 이전 2세대 리튬 코발트 산화물, 리튬 철 인산염 및 리튬 삼원계에 이어 3세대를 향해 이동하고 있습니다.1, 2세대의 핵심 기술과 특허가 외국 기업에 의해 분할되면서 중국은 핵심 우위가 충분하지 않지만 초기 레이아웃을 통해 다음 세대의 상황을 역전시킬 수 있습니다.배터리 소재의 기초 연구 개발, 응용 연구 및 제품 개발이라는 산업 발전 경로를 감안할 때 우리는 장기전을 준비해야 합니다.

중국에서 리튬 배터리의 개발 및 적용은 여전히 ​​많은 도전에 직면해 있다는 점에 유의해야 합니다.예를 들어, 리튬 배터리 신 에너지 자동차의 실제 사용에는 여전히 낮은 에너지 밀도, 낮은 저온 성능, 긴 충전 시간, 짧은 서비스 수명 등과 같은 몇 가지 문제가 있습니다.

2019년부터 중국은 배터리의 '화이트리스트'를 취소했고 LG, 파나소닉 등 외국 기업이 중국 시장에 복귀하며 초고속 레이아웃 공세를 펼쳤다.동시에 리튬 배터리 비용에 대한 압력이 증가함에 따라 국내 시장에서의 경쟁이 더욱 치열해지고 있습니다.이것은 관련 기업이 더 높은 제품 비용 성능과 더 빠른 시장 반응 능력으로 전면 경쟁에서 우위를 차지하도록 강제하여 중국 리튬 배터리 산업의 업그레이드와 지속적인 성장을 촉진할 것입니다.