电动汽车 (EV) 和垂直起降空中出租车的前途都取决于一样东西：电池。
这是一场经济和技术双线作战的战斗，最大的挑战是如何实现最高的能量密度、最快的充电速度、最长的循环寿命、最佳的安全性能和最低的成本。此外，还要最低的地球环境影响。
然而，在商业环境中，价格始终是一个发展的促进动力，也是一个无情的杀手。在激烈的电池价格战中，这场高风险的竞赛是一场复杂的、长达数十年的平衡行为，涉及多种技术和全球参与者。据估计，从2022 年至 2027 年，全球电池产量将大幅增加800%。
锂电池是整个电池行业的主力军。根据研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布的白皮书数据显示，2023年全球锂离子电池设备市场规模达到1868.7亿元，同比增长24.2%，其中中国市场规模达到1370.5亿元。中国的锂电池市场规模从634.3亿元增长到1370.5亿元，只仅仅用了2年的时间。
中国的主导地位
据彭博新能源财经报道，目前，全球十大电池制造公司中有六家的总部设在中国。
电池霸主地位的争夺并不局限于一个地区。世界各地的公司和政府都在大力投资电池研发。除了中国，美国、日本和韩国也是该领域的领先者。
然而，报告补充说，就生产能力而言，中国基于现有技术（锂离子、磷酸铁锂、镍氢）的主导地位在2030年后仍将无可撼动。
全球的竞争
业界预计，从 2022 年起的今后5年里，美国电池生产能力将增长10倍以上。
到 2027 年，全球电池产量将从 2022 年的 1,163 GWh 跃升至 8,945 GWh，增幅接近 800%。财经媒体彭博社预计，在可预见的未来，中国将进一步巩固其主导地位。
2027 年全球电池产量（来源：彭博社）
8,945千兆瓦时
到 2027 年，中国大陆将占全球电池产量的 69%（或 6,197 吉瓦时）。
尽管预计到那时美国电池产能将增长 10 倍，但美国（预计到 2027 年电池产能将达到 908 GWh）仅占全球产量的 10%。
在中美两地扮演主要角色的各大电池企业
德国，曾经的汽车大国，将仅获得 6% 的份额，即 502 吉瓦时。匈牙利（195 吉瓦时）、瑞典（135 吉瓦时）和波兰（112 吉瓦时）将各占 1% 至 2%；世界其他国家将分享剩余份额。
这是怎么发生的？
中国的优势部分归功于国内有众多企业参与这场激烈的超级竞争，优胜劣汰，最终催生了一些优秀的企业。在这方面，勤劳是最重要的。
我们不敢说我们中国人比西方人更聪明，毕竟世界近代的伟大科学家牛顿、爱因斯坦、麦克斯韦、伽利略、特斯拉、居里夫人、达尔文，以及音乐天才巴赫、莫扎特、贝多芬等都是外国人。
然而，随着上世纪西方科技水平和经济的的高度发展，优裕的生活使追求享受的人们变得懒得、也变得贪婪，不少最聪明的人离开艰难的科学研究和实体产业，把投机的目光投注在“快速发财”的金融业、服务业。普通工人则希望有更高的薪酬和更少的劳动付出。高福利造就了大量的懒惰者。兢兢业业不再是这一代西方人的“主旋律”。这一切，最终导致整个西方在各方面的竞争力逐渐落后于勤劳的亚洲人，特别是人口庞大的中国人。
我曾经在周末节日参访过一个世界顶级的大学实验室，能看到的那些仍在假期参加实验研究的研究人员，几乎只有中国人（或华人）。世界著名化学科学家、全球碳纳米研究的领军人物、澳大利亚科学院院士、欧洲科学院院士戴黎明教授告诉我，在他的澳大利亚国家碳纳米研究中心坚持假期科研的，只有中国人或中国血统的华人（还有一个只有半天工作的韩国人）。勤劳对发展是至关重要的，只有勤劳，才能将人类的智慧发挥最大化。当然，其中政策是关键。
比如导致中国在正极、负极和精炼电池材料生产方面占据主导地位，其中很大一部分是政策的有效推动。
根据 Benchmark Mineral Intelligence 的估计，到 2030 年，中国仍将在电池领域保持领先地位。得益于 CATL 和比亚迪，截至 2024 年 9 月 13 日星期五，两家公司的总市值达2140 亿美元，占全球电池产量的近 70%。
能源存储是与人工智能、区块链、DNA 测序和机器人技术并驾齐驱的重大变革。市场力量可以改变一切，就像它们改变手机和电力一样。
电池市场竞争非常激烈
美国政府最近报告称，电动汽车电池价格在短短15年内已大幅下降 90%。
过去西方国家对这一战略产业的自满情绪是否正在缓慢但肯定地侵蚀其地位，使其在全球竞争中，被不断崛起的对手远远超过。
政府支持的重要性
单纯的市场力量已无法解决所有的问题。政策举措通过研究资金和激励措施在推动可再生生活方式方面发挥着至关重要的作用。
原因何在？因为每一项新技术的出现，都会带来新的规则和标准。
预计2030年全球前6个国家的电池的生产容量
预计2030年全球前6个国家的电池的生产规模分别是：中国以6268GW、70%据世界之冠，美国则以1216GW居次，接下来是德国、韩国、匈牙利、加拿大和法国。
对于电动汽车而言，为了减少“里程焦虑”，就需要更快的充电站和更密集的充电网络。正如汽车的发明，尤其是卡尔·本茨 1886 年的汽车，标志着内燃机技术开始取代马车一样，更好的电池将不可避免地在未来颠覆内燃机。电池产业的发展也需要社会环境的适应与配合，这一切是离不开正确政策的支持。
当前电池面临的主要障碍
能量密度与安全性：
高能量密度使电动汽车电池能够在更小的空间内存储更多能量，使车辆一次充电即可行驶更远。
然而，这也引发了安全问题，因为高密度电池（尤其是锂离子电池）在发生故障时会变得不稳定。随着使用量的增加，与锂离子相关的火灾风险也引起了越来越多的关注。
锂离子电池通常使用易燃的液体电解质。尽管具有现代安全功能，但代价是重量或尺寸增加。
替代品：
磷酸铁锂（LiFePO4 或 LFP）和固态电池等替代品有望通过不易燃的电解质提高安全性。研究人员正在探索锂硫、固态电池、石墨烯等新型电池化学成分，这些成分有可能提高安全性和能量密度。
电池化学
钠离子和锂硫电池具有一定的前景。它们的出现可以打开更便宜的电动汽车的大门，同时减少对稀缺、昂贵和不可持续开采的原材料的依赖。
许多初创公司都押注于广泛可用的原材料——氯化钠和硫——来降低电池成本。但这两种材料都不太可能在 2025 年之前实现量产。而石墨烯则处于早期开发阶段。
美国阿贡国家实验室储能科学协作中心首席科学家孟雪莉等专家表示，电池材料多样化对于“保持低成本和保障供应”至关重要。
钠离子电池能成为锂电池的替代品吗？
钠离子电池不需要锂、钴或镍——这三种最昂贵的电池成分——但需要更多的研究和测试来提高其能量密度。它有许多优点：供应充足，成本极低，环境影响良性，可回收性高。稳定性高，比锂离子更不易燃，易于精炼，可以使用与锂离子相同的制造设备。典型阳极材料：硬碳。
缺点：比锂离子重，能量密度低，循环寿命短。
锂硫电池
锂硫电池仍然依赖少量锂，但不需要镍或钴。硫具有巨大的潜力，因为它能够容纳大量能量，但初创公司必须克服硫也具有高度腐蚀性的事实。它可以替代镍、钴等贵金属，而且供应充足、成本极低、环境影响低于使用镍和钴的电池，可回收性高。典型阳极材料是锂金属。其优点是：能量密度高、续航里程长、重量比锂离子更轻，可用于电动飞机。缺点：循环寿命有限、潜在的能量损失、电极腐蚀。
西方企业：为时已晚
西方公司在能源存储领域的业绩好坏参半。
在美国，自 2022 年初以来，至少有 1380 亿美元被投资于新的电池和电动汽车制造设施。根据 Fastmarkets 的报告，其中近 100 亿美元投入了由前特斯拉员工创立的公司。这表明美国强烈希望扩大电池生产规模，并发挥其在全球清洁能源领域的整体作用。
欧盟正在推动旨在促进电池创新、可持续性和全球竞争力的重大举措。其中一项重要举措是战略研究与创新议程 (SRIA)，它是 BATT4EU 伙伴关系的一部分，其中概述了电池行业发展的关键领域。
该议程的重点是创建“循环、有竞争力的电池价值链”，确保电池的价格合理，减少对进口原材料的依赖，并促进安全和可持续的设计。
例如，2023 年，欧盟委员会宣布通过创新基金投资 30 亿欧元（33.2 亿美元），以促进电池制造业，特别是针对电池生产，帮助欧洲成为下一代电池技术的领导者，支持电动汽车和电池。
这些基金是对“地平线欧洲”等现有欧盟项目的补充，旨在促进电池领域的长期研究和创新。
这可能为时已晚
大众汽车工厂关闭是否预示着更多事情即将发生？
在激烈的竞争中，中国制造商如 CATL（市值：1150 亿美元）和比亚迪（市值：998.6 亿美元）正在大举扩张。他们的规模和经验让他们占据优势，而其他制造商则在缩减规模。
在加拿大，由于多伦多对中国制造的电动汽车征收 100% 的关税壁垒，优美科推迟了价值 28 亿加元的阴极工厂的建设。相比之下，宁德时代报告称 2024 年第二季度利润仍然在增长。
电池产业未来的重点
- 先进电池技术的开发对于电动飞机和电动垂直起降飞机的广泛应用至关重要。
- 随着大学和制造商不断突破电池性能的界限，我们可以期待未来看到更加令人印象深刻的电动汽车。
- 引领电池创新的国家和公司将保持领先地位。电池技术的进步将成为地球未来发展的关键驱动力。
- 促进创新、降低成本和确保供应链的战略政策将是加速电池革命的关键。
- 不可否认的是，电池技术主导地位的竞争将决定电动汽车行业的未来，并影响未来几十年的发展轨迹。 （撰稿: 黄文心）
