直到2021年，欧洲出产的电动轿车的电池基本上都来自国外。欧洲不得不面临亚洲企业占有着全球电池商场首要比例的事实。跟着我国电池企业以抢先的形象呈现在全球用户面前，欧洲加大力度扶持本乡电池制作商，两边在电池商场中的协作与竞赛深度交错。加强互利协作，或许是中欧一起应对气候变化和动力危机的正确道路。
欧洲此前为何抛弃本乡出产电池之路?为何要从头布局相关工业链?完成这一愿景还有哪些困难?新式电池研制能否“弯道超车”……科技日报驻德国记者就此采访了德国汉诺威大学固体物理研讨所教授张琳、弗劳恩霍夫电池联盟发言人凯·克里斯蒂安·穆勒(Kai-Christian Moeller)博士等电池专家。
机遇难逢，我国电池融入欧洲商场
我国的电池和新动力轿车正连绵不断进入欧洲商场。前有汉诺威世界商用车展上我国电池出产商宁德年代与多家全球抢先的整车企业签署协作协议，并荣获“戴姆勒货车供货商奖”;后有德国轿车租赁公司SIXT与我国电动车企业比亚迪签订了10万辆新动力轿车的订单，我国新动力工业整体开展势头杰出。
依据商场研讨机构SNE Research的陈述，2022年上半年，全球动力电池装机量为202GWh，较去年同期的115GWh大幅进步75.65%。商场比例占比TOP20的企业中，我国企业有15家，商场比例算计占比为61.88%。而同比增速超越100%的12家动力电池厂商中，11家是我国企业。
自2017年开端，宁德年代已连续5年连任全球动力电池销量冠军。2022年上半年，宁德年代的动力电池在全球占比高达34.16%。“我们很自豪能够与其他全球抢先企业一道，成为推动职业电动化的重要力气。”宁德年代海外商用事业部执行总裁李小宁在汉诺威世界商用车展上如此表述。
无论是宁德年代CTP和MTV结构立异电池，仍是比亚迪的全新刀片电池，我国的动力电池产品在安全功能、强度、续航才能、使用寿命、充放电功率、低温功能等方面现已具有了归纳优势。
与此同时，欧洲的电动轿车销量正在快速增长。依据欧洲轿车制作商协会(ACEA)的数据，2022上半年在欧盟出售的新车中约十分之一是纯电动车。欧洲方案到2035年逐渐淘汰汽油和柴油动力轿车。现在依然缺少本乡电池企业的欧洲成为了我国动力电池最大的海外商场。
本钱太高，欧洲企业一度抛弃电芯出产
欧洲一直是电池研讨的重要基地，但出于本钱的原因，近年来欧洲逐渐抛弃出产电池。
据戴姆勒公司的专家介绍，戴姆勒曾是电动轿车研讨的先行者，早在2012年就在德国萨克森州出产锂电池。但其产品与其他厂商的电池相比没有太大优势，加之产能受限，本钱昂扬，在亏损中坚持了三年之后，戴姆勒于2015年12月关闭了这家锂电池出产工厂。
当时，戴姆勒CEO蔡澈说：“戴姆勒曾是德国仅有自己出产电芯的公司，可我们今日意识到，我们完全能够在全球收买它!”
轿车电子供货商博世也是前期从事电动轿车电池事务的公司之一，而且具有许多相关专利。到2021年8月，博世公司在全球锂电池职业专利申请方面排名第三，专利申请数量为2571项。
考虑到亚洲供货商的先发技能优势，2018年博世公司评估后以为，需求出资200亿欧元才干在2030年取得20%的商场比例，而且出资是否能、何时能得到回报仍是未知数。因而，在对商场、技能、本钱和出资慎重评估后，博世公司作出抛弃电芯出产的战略决策。
承受科技日报记者采访时，一位德国资深电池专家坦言：“现在来看真的很遗憾，博世公司在2018年作出了抛弃电芯出产的战略决策。”
在美欧企业抛弃出产电池之后，电池出产职业逐渐集中到了亚洲地区。这是一个充分商场竞赛的职业，现在有中日韩等国的多家企业的产品可供收买。
再起炉灶，欧洲大力扶持本乡电池工业开展
跟着全球新动力轿车的兴起，越来越多的车企意识到，电动轿车中的电池不仅仅是一个可替换的普通零部件。它是电动轿车的中心，也是最贵重的部件，正在成为像以前的发动机相同影响出售的要害要素。
欧盟开端意识到，在欧洲树立完整的本乡电池价值链是清洁动力转型和工业竞赛的当务之急。估计到2025年，欧洲电池职业的商场时机每年将到达约2500亿欧元。
在欧盟的大力支持下，2017年，旨在促进和开展本乡电池电芯出产的欧盟电池联盟(EBA)树立，14个欧盟成员国以及欧洲出资银行，数百家公司和科研机构参加其间。2022年4月，EBA提出新的行动方案，希望到2030年欧盟本乡电池产品能满意自己90%的商场需求。
欧盟先后经过两个“欧洲一起利益的重要项目(IPCEI)”，投入上百亿欧元的资金扶持本乡电池研制和出产。欧洲范围内本乡电池企业如漫山遍野般呈现。
这些企业中，瑞典电池企业Northvolt、德国群众轿车和法国轿车电池公司ACC的开展最引人瞩目。Northvolt的首座锂电池工厂于2022年1季度量产，完善后估计年产能为16GWh。Northvolt方案到2030年完成150GWh的产能。
群众轿车于2022年7月在萨尔茨吉特开工建造首座40GWh的电池厂，方案2025年投入量产。到2030年，群众将在欧洲建造6座大型电池工厂，年总产能将达240GWh。
ACC正在法国建造首座13GWh的电池工厂，未来将扩展到40GWh。此外，ACC还方案在德国、意大利建造两个产能为40GWh的工厂，到2030年ACC的电池产能算计将进步至120GWh。
与此同时，全球有40多家电池出产商宣布将在欧洲树立电池工厂。弗劳恩霍夫体系与立异研讨所(ISI)发布陈述称，依据活泼在欧洲的电池制作商的公告，2022年欧洲或许完成124GWh的电池出产才能，到2025年，这一数字估计将达500GWh，到2030年乃至或许到达1.5TWh。
应战重重，欧洲电池企业需跨越四大难关
出产动力电池，欧洲企业面临诸多应战。
首先是跨越量产难关。
亚洲电池企业普遍是从消费电子用的锂电池企业开展壮大而来的，经过多年的堆集，其已逐渐解决量产中遇到的各种难题。而欧洲自建工业链现在尚处于初级阶段，许多新树立的电池出产企业缺少相似的经验，在量产过程中需求克服更多的困难。
“出产经验关于锂电池制作非常重要。锂电池出产调试触及至少4000个参数，即使同一批次的产品要完成电芯的均衡质量控制都很不容易。而一模相同的标准化工厂，换个地方新建，也需求很长时间来进行调试。真正的应战则是大规划出产数百万个质量动摇最小的电池。欧洲在这方面还有很长一段路要走。”德国某企业的电池专家承受记者采访时说。
其次是保证原资料供应。
现在，我国在电芯出产的要害环节商场比例占比很高。这意味着欧洲电池厂商所需的许多资料得向我国收买。以欧洲现在仅有开端批量出产的本乡动力电池出产商Northvolt为例，其电池的许多中心资料来自我国供货商。
欧洲正在原资料方面加大与美加澳等国的协作。但问题是新建供应链有必要付出巨大的时间和资金本钱。例如，自采矿开端新建一个原资料基地，从初步可行性研讨到投产至少需求10年，而且还需求尽力几年才干到达规划产能。
凯·克里斯蒂安·穆勒对记者说：“在树立GWh规划的电池出产时，确保供应链安全、安稳始终是一项应战，这在任何地方和任何情况下都是如此，并非仅仅对欧洲公司而言。”他从事锂电池研制工作近30年，其工作的弗劳恩霍夫电池联盟包含24个研讨机构，研讨范围涵盖电池资料、模块规划和出产技能等。
再次是锂电设备配套才能。
锂电池出产工艺相对复杂，大致分为极片制作、电芯组装、电芯化成、检测等阶段，相关的制作设备订单正在向各个细分领域的头部企业聚拢，亚洲企业在这方面的优势明显，有望成为欧洲新建电池工厂的中心设备供货商。
以群众公司的新电池厂为例。2022年1月，群众和博世宣布联合声明，方案树立一家合资公司，为电池工厂供应设备。但到了2022年6月，群众公司仍是将萨尔茨吉特电池工厂40Gwh的出产设备订单给了我国锂电设备供货商。
最终是参加全球商场竞赛。
亚洲电池企业正在使用欧洲本乡电池企业没有构成规划产能的时间窗口抢占商场比例。估计到2025年，宁德年代的电池产能将到达670GWh，比亚迪或许到达600GWh，LG新动力则方案到达540GWh。从上游的锂矿、锂盐，到电池的正负极资料、隔膜、制作设备等，抢先企业均有较为完善的布局，而且环绕新的电池结构及资料体系，还在不断进行技能立异和产品迭代。
电池的出产是极端寻求规划效应的职业。欧洲本乡电池企业能否在短时间内扩展产能，下降本钱，是其参加商场竞赛的要害。面临上游原资料价格上涨、竞赛对手步步紧逼，以及整车厂对收买价格的严格控制等一系列应战，如安在严酷的商场竞赛中生存开展或许才是欧洲新兴电池企业面临的最大问题。
绿色壁垒，碳脚印门槛或是一把双刃剑
2022年3月，欧洲议会经过了《欧盟新电池法规》，以更严格的要求驱动电池工业的绿色低碳转型。从2024年7月1日开端，只要申报了碳脚印的电池才干投放到欧洲商场。2027年，欧洲将禁售超越最大碳脚印限值的电池。欧盟还强制要求进行电池收回，重复使用镍、钴、锂等金属，减轻环保和原资料方面的压力。
此外，欧盟还将强制对电池的整个供应链进行尽职查询，包含从原资料提炼、电芯出产到电池使用过程中所触及的社会和环境风险。这一系列新的监管方针，无疑将有利于本乡电池企业在欧洲的布局，补偿其在产品本钱上的劣势。
与此相呼应的是，欧洲新建的电池企业高度重视电池从原料到产品的全生命周期的碳排放。欧洲运送与环境联合会的数据显现，电动车电池出产环节的碳排放范围在61kg至106kg CO_2e/kWh，最高能够占有电动轿车全生命周期排放的60%以上。
Northvolt公司强调，由于使用了100%的可再生动力，其出产的电池碳脚印(约33kg CO_2e/kWh)仅为同类职业参阅电池的三分之一，Northvolt到2030年希望到达10kg CO_2e/kWh的方针。
不过，构建欧洲电池工业的绿色壁垒有一个重要的条件，那便是欧洲的电池产能能够满意自己的需求。不然，这些措施会进步包含欧洲电池厂商在内的出产本钱，届时亚洲抢先企业的产品依然有竞赛力。
宁德年代董事长曾毓群表明，根据动力电池碳脚印的构成，经过绿色电力、大规划收回使用、技能工艺升级等措施，可完成绝大部分碳脚印的削减，再结合碳汇，能够完成零碳电池。2022年1季度，宁德年代共收回了2.1万吨废旧电池，并使用这些废旧电池出产了1.8万吨前驱体。2022年3月，宁德年代宜宾工厂取得了世界认证，成为全球首家电池零碳工厂。
转化赛道，欧洲能否经过固态电池赢得先机
固态电池是下一代动力电池研制的重要方向，被以为有望替代传统锂离子电池(LIB)。张琳要点研讨新动力资料的规划、优化以及收回技能，曾获2019年莱布尼茨奖提名。在承受科技日报记者采访时，她强调：“关于全固态电池的工业化，无论我国仍是欧洲现在都处于初级阶段。”
张琳介绍了欧洲在固态电池研讨方面的长时间堆集。例如，宝马与美国SolidPower公司协作，研制硫化物固态电解质技能，并方案于2025年前推出固态电池原型车，2030年前用于量产车。群众则与美国QuantumScape公司协作，着重于氧化物固态电解质的研讨，方案2025年量产固态电池。
“欧洲的全固态锂电池开展首要依赖于固体电解质的开展。现在最具潜力的电解质有氧化物、硫化物和聚合物，而硼氢化物和卤化物在最近五年也有突破性开展，但上述各类电解质的优缺点都很明显。现在只要部分硫化物电解质的离子电导率挨近或许超越有机液体电解液的水平。因界面等方面的问题，其电化学安稳性尚不尽善尽美。”张琳说。
她强调指出，现在没有一种完美的电解质能够满意使用要求，因而还需求改善各类电解质以取得杰出的归纳功能。基础研讨和使用研讨会迭代式向前开展。一些资料体系现已开端渐渐进入使用领域。使用过程中取得的经验会促进基础研讨的开展。此外，还需求继续尽力探究发现新结构的离子导体，使用高通量挑选计算结合实验将有助于发现新的化合物。
此外，她还谈到，就氧化物固态电池而言，其电解质具有相对较高的离子电导率和较安稳的化学特性，对制备环境要求不苛刻，易于大规划出产和使用。但与传统锂离子电池组相比，氧化物固态电池的本钱仍是偏高，功能也还需求一段时间去改进。氧化物固态电池最有或许先使用于高端电动轿车，因为客户为了取得更长的续航路程和更高的安全性，或许愿意为固态电池的溢价买单。
谈到半固态电池，张琳说：“现在我国固态电池企业首要选择根据固液混合电解质的半固态电池的研制路线。尽管增加液态电解质或许会在必定程度上下降热安稳性，但采用固液混合电解质大规划出产半固态电池的工艺，更能兼容现在液态锂离子电池的制作技能和设备。归纳考虑资料和设备等要素，半固态电池在短期内更具可行性，现已处于量产前夜。”
欧洲能否经过研制其他新式电池，例如锂空气电池或锂硫电池，完成弯道超车?凯·克里斯蒂安·穆勒对此并不乐观，他告诉科技日报记者：“这些新电池体系仍在开发中，推向商场还面临许多问题。欧洲不或许依靠这些电池体系赶上亚洲电池厂商。”
优势互补，中欧电池工业期待互利协作
欧洲本乡电池工业正处于快速开展进程中。经过方针引领，上下游企业协同，欧洲的电池产能将在2025年前后开端逐渐扩展，并占有必定的全球商场比例。与此同时，欧洲企业还在不同的层面追求电池工业的深远布局。例如，经过股权出资或合资方法与电池企业协作，向动力电池上游矿产资源渗透以保证安稳产能供应，加强关于工业链的控制等。
以德国巴斯夫公司为例，2021年8月，巴斯夫收买了我国锂电资料龙头企业杉杉动力51%的股权，活跃推动与宁德年代和蜂巢动力等电池企业在电池资料与收回领域的协作;在日本和美国，巴斯夫与老牌正极资料供货商户田工业树立合资企业;在欧洲，巴斯夫在德国和芬兰建造正极活性资料和正极资料前驱体的出产基地。巴斯夫现已悄然成为全球最首要的锂电池正极活性资料供货商之一，不仅抢占了强壮的商场优势，还成为首家在全球所有首要商场都具有正极资料产能的公司。
再来看战略方针是成为世界三大电池制作商之一的德国群众。2020年5月，群众出资约11亿欧元收买我国电池厂商国轩高科26%的股份，成为国轩高科的第一大股东。2022年上半年，国轩高科动力电池装机量5.8GWh，全球排名第八。国轩高科正在为群众开发第一代标准电芯。在群众自建的电池工厂，国轩高科将作为技能协作伙伴，在电池工厂的出产布局、设备部署及出产工艺流程方面与群众协作，帮助其完成电芯工业化出产。
从这个视点看，中欧电池工业正在构成一种新的枢纽，本钱、技能和商场相互交错、深度融合。一方面，从产能规划、技能成熟度，以及供应链把控才能等方面，我国企业有自己的优势;另一方面，欧洲也在不断加强本身要害产品的供应才能。中欧企业加强互利协作，有利于两边发挥各自优势，在全球新动力轿车商场上占有主动位置。展望未来，中欧携手或许才是一起应对气候变化和动力危机的正确道路。
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