摘 要 當(dāng)前全球動力電池市場中，中國、日本、韓國三國占據(jù)了超過90%的市場份額。自2020年以來，我國動力電池行業(yè)呈現(xiàn)出持續(xù)增長的趨勢，而韓國、日本動力電池的份額持續(xù)下降。隨著全球電動汽車市場的快速擴(kuò)張以及歐美布局電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)，未來全球電池行業(yè)的競爭將越發(fā)激烈。本文介紹了韓國、日本政府為應(yīng)對新的競爭局勢，出臺的電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和措施，以及韓國、日本主要電池企業(yè)和汽車企業(yè)加大電池產(chǎn)業(yè)和技術(shù)投入、擴(kuò)大市場方面的發(fā)展現(xiàn)狀，梳理和分析了韓國、日本電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展態(tài)勢，其新戰(zhàn)略實(shí)施將對韓國、日本本國電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)提升、創(chuàng)新生態(tài)建設(shè)、供應(yīng)鏈安全、拓展全球市場起到積極作用。本文總結(jié)了近年來我國電池領(lǐng)域的國家政策、技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展特色，提出韓國、日本電池領(lǐng)域新戰(zhàn)略舉措對我國電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的影響、啟示及相關(guān)對策建議。
關(guān)鍵詞 電池技術(shù);電池產(chǎn)業(yè);電池戰(zhàn)略;韓國;日本
《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》指出，“發(fā)展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強(qiáng)國的必由之路，是應(yīng)對氣候變化、推動綠色發(fā)展的戰(zhàn)略舉措”。動力電池作為新能源汽車以及儲能領(lǐng)域的核心技術(shù)，被認(rèn)為是交通運(yùn)輸、能源等領(lǐng)域碳減排的關(guān)鍵推動因素，有助于我國實(shí)現(xiàn)清潔能源轉(zhuǎn)型和脫碳目標(biāo)以及應(yīng)對全球氣候變化的挑戰(zhàn)。
2015年以來，在新能源汽車產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展和“雙碳”目標(biāo)等的帶動下，我國動力電池產(chǎn)業(yè)取得了快速的發(fā)展，并在全球電池市場占據(jù)領(lǐng)先地位。在全球電池市場中，中國、韓國、日本三個(gè)國家占據(jù)了90%以上的市場份額，形成了三足鼎立的局面。2022年1～8月，在全球動力電池裝機(jī)量前十名企業(yè)中，中國企業(yè)有6家，共占58.2%的市場份額;韓國企業(yè)3家，日本企業(yè)1家，日韓企業(yè)合占33.4%的市場份額;歐洲和美國占較少的份額，約為2%。中國電池企業(yè)的市場份額持續(xù)增長，而日韓電池企業(yè)的市場份額呈現(xiàn)下降趨勢，LGEnergy Solution(排名第二，以下簡稱LGES)市場份額從2021年的22.3%下滑至13.7%;松下能源(排名第四)市場份額從14.1%下滑至8.4%;三星SDI(排名第六)市場份額從5.5%下滑至4.9%;僅SK On(排名第五)市場份額從5.7%上升至6.4%。
近年來，為了提高本國電池產(chǎn)業(yè)競爭力，韓國、日本政府紛紛制定了電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和扶持政策，日韓兩國的電池企業(yè)和汽車企業(yè)也紛紛加大電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的投資，以鞏固全球市場份額。
1 韓國電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略及態(tài)勢
近年來，韓國動力電池規(guī)模位居全球第二;在全球動力電池裝機(jī)量前十名的企業(yè)，韓國占據(jù)3家，包括LGES、SK On以及三星SDI，然而三家韓國動力電池企業(yè)的市場占有率自2020年以來呈現(xiàn)出連年下滑的趨勢。為了應(yīng)對全球動力電池市場的激烈競爭以及歐美電池政策所帶來的市場格局變化，韓國在2021年確定了“電池技術(shù)是將韓國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)變?yōu)轭I(lǐng)先經(jīng)濟(jì)的核心驅(qū)動力”，并在2022年明確了“到2030年，韓國將占據(jù)全球40%的電池市場份額，成為全球第一電池大國”的目標(biāo)。韓國政府通過“2030二次電池產(chǎn)業(yè)(K-電池)發(fā)展戰(zhàn)略”“充電電池產(chǎn)業(yè)革新戰(zhàn)略”等戰(zhàn)略措施，加大了對電池產(chǎn)業(yè)的投資，構(gòu)建韓國本土電池生態(tài)系統(tǒng)并推動電池供應(yīng)鏈的本土化，推動本土電池市場內(nèi)需增長;此外，韓國電池企業(yè)加大與美國汽車公司合作力度，紛紛在美國建廠擴(kuò)大產(chǎn)能，同時(shí)加速材料自產(chǎn)，積極開展低成本等電池技術(shù)開發(fā)，提高韓國企業(yè)在全球市場的占有率。
1.1 韓國政府電池產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略舉措
2021年7月，韓國發(fā)布了“2030二次電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略”(以下簡稱K戰(zhàn)略)，戰(zhàn)略對韓國本土電池行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀以及全球電池行業(yè)格局趨勢進(jìn)行了分析，認(rèn)為電池行業(yè)具有技術(shù)密集型、受供應(yīng)鏈影響較大和以消費(fèi)者為導(dǎo)向的特點(diǎn)，需要持續(xù)的研發(fā)投入來引領(lǐng)技術(shù)方向。2022年11月，韓國政府進(jìn)一步發(fā)布了“充電電池產(chǎn)業(yè)革新戰(zhàn)略”(以下簡稱革新戰(zhàn)略)，指出盡管當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)低迷，但電池市場規(guī)模受電動汽車擴(kuò)張帶動，未來將快速擴(kuò)張;韓國應(yīng)將動力電池作為提升其出口競爭力的核心產(chǎn)業(yè)，并確定了“通過在電池產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域持續(xù)努力，來增強(qiáng)全球領(lǐng)導(dǎo)力”的路線。韓國政府的具體策略包括：通過公私合作，支持大規(guī)模電池研發(fā);培育韓國本土電池生態(tài)體系，穩(wěn)定電池供應(yīng)鏈;創(chuàng)造公共/私人消費(fèi)市場，刺激中小企業(yè)和初創(chuàng)企業(yè)的研發(fā)，確保韓國電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)以及全球份額的穩(wěn)定增長。
(1)政企加大電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)投資，確保韓國 具有技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢
圍繞下一代動力電池技術(shù)，韓國政府將拉動公私合作，支持大規(guī)模電池研發(fā)。K戰(zhàn)略中，韓國政府對研發(fā)路線進(jìn)行了規(guī)劃，主要圍繞新一代電池制造技術(shù)以及實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池、鋰硫電池、鋰金屬電池的商用化，如表2所示。
為了盡早掌握新一代二次電池技術(shù)，推進(jìn)新一代動力電池的大規(guī)模研發(fā)，韓國政府計(jì)劃到2030年至少投入40.6萬億韓元(348億美元)的私人投資，通過大規(guī)模的政府研發(fā)初步可行性研究等來擴(kuò)大對優(yōu)先技術(shù)的支持。通過研發(fā)、稅收和財(cái)政支持，一半以上投資將用于電池設(shè)施，包括生產(chǎn)線升級;20.1萬億韓元將用于研發(fā)。參與投資的私營企業(yè)包括韓國電池制造商三星SDI、SK ON、LG化學(xué)及其全資電池公司LGES。LG化學(xué)及LGES計(jì)劃到2030年共在韓國進(jìn)行15.1萬億韓元的電池投資，LGES將投資12.4萬億韓元用于擴(kuò)大韓國產(chǎn)能和開發(fā)下一代電池技術(shù)，LG化學(xué)計(jì)劃投資2.7萬億韓元用于支持電池研發(fā)。
為了獲得新一代二次電池用輔元件技術(shù)，韓國政府將通過推進(jìn)下一代零部件、材料和設(shè)備技術(shù)的開發(fā)，開發(fā)下一代原始技術(shù)(鋰金屬-空氣電池、多離子電池等)，推進(jìn)基于有機(jī)物的新概念電池等革新技術(shù)的進(jìn)步，以及建立“下一代電池園”，保證二次電池的部件、材料及設(shè)備元件技術(shù)安全。為了確保韓國在鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域的絕對競爭力，韓國將通過開發(fā)高性能材料以及提高低碳、數(shù)字化、智能化制造工藝效率等實(shí)現(xiàn)鋰離子電池的高性能行駛里程(450～600公里以上)和長壽命(充放電次數(shù)500～1000次以上)。
(2)打造全球領(lǐng)先基地，建立健全韓國動力電池生態(tài)系統(tǒng)
盡管韓國在動力電池技術(shù)方面處于領(lǐng)先地位，但韓國的動力電池面臨著供應(yīng)鏈不穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)。在供應(yīng)鏈方面，韓國鋰離子電池所需的關(guān)鍵材料(陰極、陽極、隔膜和電解質(zhì))以及零部件高度依賴中國和日本進(jìn)口，后兩者共同占據(jù)了全球陰極市場的70.2%。面對日益劇增的競爭壓力和供應(yīng)鏈危機(jī)，韓國政府以及韓國電池企業(yè)都亟需更加穩(wěn)定、安全以及多元化的供應(yīng)鏈。
為此，在K戰(zhàn)略中，韓國政府將通過培育中小型核心企業(yè)、培養(yǎng)二次電池專業(yè)人才以及制定應(yīng)對全球競爭和發(fā)展趨勢的制度，來打造韓國動力電池生態(tài)系統(tǒng)。在“革新戰(zhàn)略”中，韓國政府與韓國電池企業(yè)將構(gòu)建“電池聯(lián)盟”，聯(lián)盟由韓國本土電池制造商、材料供應(yīng)商、精煉企業(yè)等供應(yīng)鏈中各環(huán)節(jié)的主要企業(yè)與韓國政府機(jī)構(gòu)共同組成，保證韓國電池核心礦物的供應(yīng)。
韓國政府將為相關(guān)材料研發(fā)提供高達(dá)50%的減稅，高于目前的40%;為基礎(chǔ)設(shè)施投資提供高達(dá)20%的減稅，高于目前的12%。通過支持韓國私營公司參與礦山開發(fā)項(xiàng)目，探索原材料、基礎(chǔ)材料技術(shù)的聯(lián)合研發(fā)，韓國政府將確保原材料安全，提高材料生產(chǎn)能力，并建立安全、穩(wěn)定的二次電池供應(yīng)鏈。
為了推動電池材料、零部件和設(shè)備生產(chǎn)，政府將設(shè)立電池研發(fā)創(chuàng)新基金。在現(xiàn)有的由韓國政府出資300億韓元所支持的技術(shù)創(chuàng)新專業(yè)基金的基礎(chǔ)上，LGES、三星SDI、SK ON三大電池企業(yè)將出資200億韓元，與其他民間投資300億韓元共同形成800億韓元的研發(fā)創(chuàng)新基金，用來扶持中型骨干企業(yè)及中小企業(yè)的電池研發(fā)項(xiàng)目。通過創(chuàng)建材料、零部件、設(shè)備專業(yè)綜合體作為關(guān)鍵增長基地，指定為國家戰(zhàn)略技術(shù)擴(kuò)大稅收優(yōu)惠，加強(qiáng)財(cái)政支持，即創(chuàng)建K電池優(yōu)惠支持計(jì)劃，韓國政府將培養(yǎng)材料、部件和設(shè)備方面的關(guān)鍵公司。
在電池生態(tài)系統(tǒng)中，韓國政府高度重視人才培養(yǎng)，將每年培養(yǎng)1100名以上符合電池行業(yè)需求的專業(yè)人才，在國立大學(xué)以及地方重點(diǎn)大學(xué)的能源、電子電氣等學(xué)科打造電池相關(guān)學(xué)科教職長聘制度，從而確保韓國動力電池生態(tài)系統(tǒng)的需求。同時(shí)，韓國政府將加強(qiáng)制度基礎(chǔ)建設(shè)，包括有效管理國家關(guān)鍵技術(shù)、擴(kuò)大二次電池規(guī)格、制定生命周期碳排放標(biāo)準(zhǔn)、建立二次電池行業(yè)統(tǒng)計(jì)體系等，從而為有效應(yīng)對全球趨勢奠定體制基礎(chǔ)。
(3)創(chuàng)建公共/私人需求市場，振興韓國電池市場隨著中國電池企業(yè)在全球電池市場的擴(kuò)張，以及新興企業(yè)的加入，韓國在全球電池市場的份額將受到擠壓。通過K戰(zhàn)略及革新戰(zhàn)略的實(shí)施，韓國將借助提升韓國本土生產(chǎn)能力以及增加本土需求來擴(kuò)大其電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模。
在K戰(zhàn)略和革新戰(zhàn)略的推動下，韓國政府部門與企業(yè)組成的“電池聯(lián)盟”將共同提高對韓國本土基礎(chǔ)設(shè)施的投資，預(yù)期在2025年達(dá)到60 GWh，并在2030年實(shí)現(xiàn)占據(jù)全球市場份額40%的目標(biāo)。韓國將在全國4個(gè)地區(qū)(泗洪、大邱、正午、洪城)建立萃取中心基地，并設(shè)立二次電池使用后產(chǎn)業(yè)化中心(濟(jì)州、那州、蔚山、鄱陽湖)，支持商業(yè)化，振興韓國二次電池市場。
在擴(kuò)大內(nèi)需方面，韓國政府通過借助增加公共需求以及擴(kuò)展電池應(yīng)用市場來增加內(nèi)需基礎(chǔ)。公共需求包括公共儲能系統(tǒng)、公共船舶等，韓國政府將在2021—2025年期間創(chuàng)建2.2 GWh的公共儲能系統(tǒng)市場，并在2030年之前對公共船舶進(jìn)行轉(zhuǎn)換，預(yù)計(jì)有388艘公共船舶轉(zhuǎn)換為電動或混合動力船舶。此外，韓國政府將積極拓展動力電池在航空、船舶、火車等場景的應(yīng)用，如K戰(zhàn)略中明確將對使用電動挖掘機(jī)進(jìn)行補(bǔ)貼，每臺補(bǔ)貼1200萬～2000萬韓元
為了給動力電池新服務(wù)創(chuàng)造環(huán)境，韓國將進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)并培育與電池相關(guān)的服務(wù)行業(yè)，包括利用二次電池?cái)?shù)據(jù)的新行業(yè)、建立“電動汽車零部件數(shù)據(jù)平臺”以及繼續(xù)進(jìn)行二次電池租賃試點(diǎn)項(xiàng)目。
(4)鞏固和提高韓國電池的全球市場份額
韓國政府預(yù)計(jì)，隨著韓國電池產(chǎn)能的進(jìn)一步擴(kuò)大和電池生態(tài)系統(tǒng)的建立，韓國電動汽車電池的收益將增加6倍，從2020年的22.7萬億韓元增加到2030年的166萬億韓元。屆時(shí)，韓國將占據(jù)全球電池市場的40%。同期，韓國電池材料、零部件和設(shè)備供應(yīng)商的收入預(yù)計(jì)將增加13倍，從4.3萬億韓元增長至60萬億韓元，占全球市場份額的20%;電動汽車電池的出口預(yù)計(jì)從70億美元增長至200億美元。
1.2 加大與美國汽車企業(yè)合作，但面臨新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)
盡管LGES，SK ON以及三星SDI的市場占有率位居全球動力電池裝機(jī)量前十，但近年來三家企業(yè)全球市場占有率呈現(xiàn)持續(xù)下滑趨勢，2020年為34.7%，2021年為30.4%，2022年1～8月為25%。2022年，美國出臺了《通脹削減法案》，規(guī)定電動汽車的電池和電池材料必須由美國制造。韓國企業(yè)正在抓住機(jī)會，加快開發(fā)能量密度更高的動力電池，并積極在美國投資建廠，以實(shí)現(xiàn)電池所需礦物原材料供應(yīng)的多元化以及應(yīng)對美國新政三星SDI、SK On以及LGES等公司正在引領(lǐng)電池材料生產(chǎn)和組裝領(lǐng)域的巨變。
(1)三家韓國動力電池加大與美國車企的合作，紛紛在美建廠擴(kuò)大產(chǎn)能
全球汽車行業(yè)加速電氣化轉(zhuǎn)型之際，韓國各大電動汽車電池生產(chǎn)商紛紛選擇確立了雄心勃勃的海外發(fā)展計(jì)劃。韓國電池終端市場高度依賴北美市場，加之拜登政府政策的扶持及美國《通脹削減法案》的影響，LGES、三星SDI和SK On三大電池公司加大與美國汽車企業(yè)的緊密合作，加快在美國建立電池工廠，至2026年預(yù)計(jì)合建11家電池工廠。
LGES計(jì)劃在美國建立6個(gè)電池生產(chǎn)基地。LGES與通用汽車成立了合資電池企業(yè)Ultium Cells。Ultium Cells正在俄亥俄州、田納西州建立2家電池工廠，規(guī)劃產(chǎn)能均在35 GWh以上，并計(jì)劃于2025年在密歇根州建立第3家工廠，規(guī)劃產(chǎn)能超過50 GWh。2022年8月，LGES聯(lián)合日本車企巨頭本田宣布，將會在美國共同出資44億美元建造產(chǎn)能達(dá)到40 GWh生產(chǎn)動力電池的工廠。LGES的投資將主要用以支持美國電動車用和其他電動工具用的圓柱形電池需求。
SK On的投資主要圍繞福特汽車和大眾汽車的需求，在美國共建立4個(gè)電池工廠，與福特汽車的合資企業(yè)Blue Oval SK在肯塔基州和田納西州建設(shè)電池工廠總產(chǎn)能達(dá)129 GWh，預(yù)計(jì)2025年投入使用，在佐治亞州建設(shè)2家工廠，總投資高達(dá)3萬億韓元。三星SDI與汽車制造商Stellantis成立了合資企業(yè)，該企業(yè)計(jì)劃于2025年開始在美國生產(chǎn)電動車電池和模塊，建成后的年產(chǎn)能將達(dá)到23 GWh，三星SDI有意將其擴(kuò)大到40 GWh。
(2)美國《通脹法案》鼓勵(lì)韓國企業(yè)與美國合作，但韓國企業(yè)也受到美國共享技術(shù)的霸凌
2022年8月，拜登政府簽署了總價(jià)值為7500億美元的《2022通脹削減法案》，為每輛電動車提供了7500美元的稅收抵免。根據(jù)法案，從2023年起執(zhí)行原材料40%和電池組件50%的最低占比的限制條款。即一款電動車若想拿到7500美元補(bǔ)貼中的一半，其動力電池核心材料必須來自美國或與美國簽署自由貿(mào)易協(xié)定(FTA)的國家;若想拿到另一半，其所用動力電池的主要零部件產(chǎn)自北美的比例至少要達(dá)到50%。
在此政策鼓勵(lì)下，韓國電池企業(yè)紛紛與美國車企進(jìn)行合作，擴(kuò)大韓國企業(yè)在美國建立電池及電池材料企業(yè)的投資規(guī)模。然而，美國車企以確保電池安全為由，要求電池企業(yè)共享電池相關(guān)技術(shù)，對韓國電池企業(yè)也帶來沖擊。如通用汽車直接以確保電池安全為由，要求LG新能源交出與穩(wěn)定性直接相關(guān)的電池輸出相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。美國福特在與SK On協(xié)商電池合資計(jì)劃時(shí)，要求共享電池密度相關(guān)技術(shù)。
(3)受到韓國政府國家核心技術(shù)和尖端產(chǎn)業(yè)保護(hù)的限制
近年來，韓國政府為了保護(hù)尖端產(chǎn)業(yè)競爭力，出臺了系列的措施，決定將半導(dǎo)體、電池等具有全球競爭力的重大技術(shù)確定為國家核心技術(shù)。2022年8月，韓國將實(shí)施《國家尖端戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)競爭力強(qiáng)化和保護(hù)相關(guān)特別措施法》，防止尖端技術(shù)外流，認(rèn)為如果這些技術(shù)流向海外，將會對韓國產(chǎn)業(yè)和國家安全產(chǎn)生負(fù)面影響。
2022年9月韓國產(chǎn)業(yè)通商資源部拒絕批準(zhǔn)韓國L&F公司在美設(shè)立電池材料工廠，理由是防止尖端技術(shù)外流生產(chǎn)。L&F公司是制造電動汽車電池用高鎳NCM(鎳、鈷、錳)材料等的企業(yè)，如果L&F不能進(jìn)入美國，使用其材料的特斯拉等美國車企也將很難得到電動汽車補(bǔ)貼。L&F將需要提出技術(shù)保護(hù)措施進(jìn)行重新申請。
1.3 電池企業(yè)加速材料自產(chǎn)，積極開展低成本等電池技術(shù)開發(fā)
(1)三大電池巨頭加速材料自產(chǎn)，確保電池供應(yīng)鏈安全
在經(jīng)濟(jì)低迷以及新冠疫情影響下，韓國電池行業(yè)面臨著全球原材料價(jià)格上漲所帶來的供應(yīng)鏈危機(jī)。韓國電池產(chǎn)業(yè)的四大關(guān)鍵材料對外依存度分別為：負(fù)極47.2%、正極80.8%、隔膜69.5%、電解液66.5%。其對中國鎂、稀土、鋰等重要材料的依賴度超過80%，對俄羅斯和烏克蘭的氪、氙、鈀等材料的依賴度超過30%。如韓國2022年上半年從中國進(jìn)口電池關(guān)鍵原材料——氫氧化鋰增長了404%，對中國進(jìn)口依賴度83.2%。為了盡量減少對中國礦產(chǎn)和材料在供應(yīng)鏈上的依賴，韓國加速材料企業(yè)的布局。2022年1月，LGES的母公司LG化學(xué)計(jì)劃在韓國新設(shè)動力電池正極材料工廠，每年生產(chǎn)規(guī)模為6萬噸;2021年10月SK創(chuàng)新旗下SKIE Technology在波蘭建成鋰電池隔膜廠，年產(chǎn)量為3.4億平方米;三星SDI旗下子公司STM與EcoPro EM合作推動NCA正極材料自主生產(chǎn)，預(yù)計(jì)年產(chǎn)量3.6萬噸。
(2)積極推進(jìn)低成本高錳電池的開發(fā)，提高市場占有率
韓國三大電池企業(yè)為了降低電池成本，正在積極推進(jìn)高錳電池的開發(fā)，高錳電池比現(xiàn)有三元鋰電池(NCM)產(chǎn)品便宜，能量密度接近，價(jià)格預(yù)計(jì)比磷酸鐵鋰電池貴10%左右，性能上領(lǐng)先于磷酸鐵鋰電池。但目前錳電池還處于產(chǎn)品開發(fā)階段，不能保證商用化時(shí)間。對于技術(shù)開發(fā)最積極的LGES來說，產(chǎn)品上市的目標(biāo)時(shí)間定在2024年。但韓國國內(nèi)電池企業(yè)的錳、鋰大部分依賴中國企業(yè)，錳90%以上來自中國，也受到原料的影響。
2 日本電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略發(fā)展態(tài)勢
自20世紀(jì)80年代開始，日本政府的產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合機(jī)構(gòu)NEDO對鋰離子電池研發(fā)給予了長期穩(wěn)定的支持，并制定了動力電池研發(fā)路線圖和行動計(jì)劃，著重對鋰離子動力電池單體、模塊、標(biāo)準(zhǔn)、評價(jià)及關(guān)鍵原材料進(jìn)行研發(fā)攻關(guān)。日本在鋰電池技術(shù)上取得了巨大突破，促成了鋰電池的商業(yè)化。1991—2005年，日本壟斷了相關(guān)技術(shù)并獲得了巨大利潤。近年來，日本將氫能燃料電池汽車作為新能源汽車的發(fā)展重點(diǎn)，導(dǎo)致日本的鋰電池發(fā)展受到了影響，日本動力電池的全球市場份額從2015年的40%下降至2020年的21%以及2021年的低于20%，在與中國和韓國的競爭中失去了市場份額，目前位居全球第三。
伴隨著全球新能源汽車的快速發(fā)展，為了應(yīng)對迅速擴(kuò)張的全球動力電池市場以及扭轉(zhuǎn)當(dāng)前在動力電池市場上處于相對劣勢的局面，日本再次把發(fā)展動力電池提上日程，通過明確電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展路線及目標(biāo)，扶持電池技術(shù)快速發(fā)展，以及成立電池供應(yīng)鏈協(xié)會促進(jìn)企業(yè)聯(lián)合，增強(qiáng)日本電動汽車行業(yè)在全球的競爭力。
2.1 日本政府對電池產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略規(guī)劃
2020年12月，日本政府推出《2050碳中和綠色增長戰(zhàn)略》(以下簡稱“增長戰(zhàn)略”)，明確了“到2050年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，構(gòu)建零碳社會，以及實(shí)現(xiàn)90萬億日元(8700億美元)綠色GDP”的整體目標(biāo)，并為汽車和蓄電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提出目標(biāo)和任務(wù)。2021年10月，日本第六次更新其中長期政策指針《能源基本計(jì)劃》，明確可再生能源的“最優(yōu)先性”，并將2030年可再生能源發(fā)電所占比例從此前的22%～24%提高到36%～38%。2022年9月，日本電池產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略研究公私理事會發(fā)布《電池產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略》(以下簡稱“產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略”)，明確電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路并提出相關(guān)舉措，提出到2030年建立150 GWh/年的國內(nèi)制造基地，全球生產(chǎn)能力達(dá)600 GWh/年，以提高日本電池產(chǎn)業(yè)競爭力。
(1)日本電動汽車及電池產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展目標(biāo)
隨著純電動汽車市場的發(fā)展，車用電池市場規(guī)?？焖僭鲩L。日本憑借技術(shù)優(yōu)勢在早期占據(jù)了電池產(chǎn)業(yè)市場，但隨著中國及韓國電池企業(yè)的不斷搶占市場份額，日本已處于落后位置。在電池供應(yīng)鏈上，日本電池組件也正在失去競爭力，原材料、電池制造等對外依賴的風(fēng)險(xiǎn)增加。在電池材料競爭力上，日系材料在質(zhì)量、市場份額方面占優(yōu)勢，然而，中國具有成本優(yōu)勢且材料質(zhì)量也后來居上。在原材料供應(yīng)上，全球電池供應(yīng)鏈上的原材料儲量和產(chǎn)量集中在澳大利亞、剛果等，中游精煉生產(chǎn)集中在中國，日本的石墨材料依賴中國進(jìn)口。在電池形態(tài)上，目前液態(tài)鋰電池仍是主流，日本在備受關(guān)注的新一代全固態(tài)鋰電池上技術(shù)水平一直處于領(lǐng)先。
為了實(shí)現(xiàn)2050碳中和目標(biāo)以及提升日本電池產(chǎn)業(yè)競爭力，日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省發(fā)布了“增長戰(zhàn)略”，對日本蓄電池產(chǎn)業(yè)規(guī)劃了發(fā)展目標(biāo)。發(fā)展目標(biāo)包括，到2030年實(shí)現(xiàn)新車銷量全部轉(zhuǎn)變?yōu)榧冸妱悠嚭突旌蟿恿ζ嚥?shí)現(xiàn)汽車全生命周期的碳中和，以及到2050年將替代燃料的經(jīng)濟(jì)性降到比傳統(tǒng)燃油車價(jià)格還低的水平。為此，日本政府將制定更加嚴(yán)格的車輛能效和燃油指標(biāo)，加大電動汽車公共采購規(guī)模，擴(kuò)大充電基礎(chǔ)設(shè)施部署，出臺燃油車換購電動汽車補(bǔ)貼措施，大力推進(jìn)電化學(xué)電池、燃料電池和電驅(qū)動系統(tǒng)技術(shù)等領(lǐng)域的研發(fā)和供應(yīng)鏈的構(gòu)建，利用先進(jìn)的通信技術(shù)發(fā)展網(wǎng)聯(lián)自動駕駛汽車，推進(jìn)碳中性替代燃料的研發(fā)降低成本，以及開發(fā)性能更優(yōu)異但成本更低廉的新型電池技術(shù)。
(2)日本電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展思路
到目前為止，日本電池產(chǎn)業(yè)主要集中投資全固態(tài)電池技術(shù)開發(fā)，而液態(tài)鋰電池技術(shù)競爭力則完全被中國和韓國企業(yè)趕超，在全固態(tài)鋰電池實(shí)現(xiàn)應(yīng)用前，液態(tài)鋰電池企業(yè)存在著被淘汰的風(fēng)險(xiǎn)。因此，“產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略”為未來日本電池產(chǎn)業(yè)設(shè)定了具體的發(fā)展方向和思路。
在技術(shù)路線上，“產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略”明確將占領(lǐng)新一代電池市場。日本將通過加快技術(shù)開發(fā)，率先實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池等下一代電池技術(shù)的商業(yè)應(yīng)用，穩(wěn)步占領(lǐng)下一代電池市場。其目標(biāo)是到2030年左右實(shí)現(xiàn)全固態(tài)鋰電池的正式商業(yè)化應(yīng)用。
此外，“產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略”明確了“加強(qiáng)液態(tài)鋰電池投資”的發(fā)展方向。與韓國政府大力推動公私聯(lián)合不同的是，在重新審視日本政府以往的電池戰(zhàn)略，產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略明確將不再依靠私營部門。日本政府將大規(guī)模投資液態(tài)鋰電池以支持產(chǎn)業(yè)鏈上游發(fā)展，保障日本國內(nèi)的制造基礎(chǔ)。其目標(biāo)將“增長戰(zhàn)略”中“從目前的20 GWh/年左右，提高到2030年國內(nèi)電池制造能力到100 GWh/年”的目標(biāo)提升為“150 GWh/年”。
在全球競爭力方面，日本同樣提出了“提升全球產(chǎn)業(yè)競爭力”的發(fā)展方向。在現(xiàn)有的電池技術(shù)基礎(chǔ)上，日本將維持和強(qiáng)化全球市場的競爭水平，并戰(zhàn)略性地開展海外擴(kuò)張。從標(biāo)準(zhǔn)化及國際影響力等角度出發(fā)，日本電池廠商的全球產(chǎn)能將從目前的60～70 GWh/年提高至2030年的600 GWh/年，全球市場份額將提高至20%。
(3)日本電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展舉措
為實(shí)現(xiàn)以上發(fā)展方向和目標(biāo)，“產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略”制定了7個(gè)方面的具體行動舉措，建設(shè)和提升日本本土的電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境。
?、贁U(kuò)大國內(nèi)基礎(chǔ)設(shè)施一攬子政策
日本將建立國內(nèi)電池材料制造基礎(chǔ)，實(shí)施投資1000億日元基礎(chǔ)促進(jìn)政府和民間合作，加強(qiáng)對尖端制造工藝投資力度，推進(jìn)低成本、高附加值等電池系統(tǒng)一體化探索研究。此外，日本將對電池控制系統(tǒng)進(jìn)行升級，在控制系統(tǒng)技術(shù)開發(fā)和實(shí)證應(yīng)用的同時(shí)，建立多用途評估方法以適應(yīng)市場需求。
?、跇?gòu)建全球聯(lián)盟和全球標(biāo)準(zhǔn)。
通過建立全球電池產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，開展材料保障、研究開發(fā)、回收利用等方面合作，打造安全可持續(xù)的電池全球供應(yīng)鏈。通過建立全球產(chǎn)業(yè)融資體系，日本將發(fā)揮先進(jìn)制造工藝和安全優(yōu)勢，利用國內(nèi)先進(jìn)制造企業(yè)，實(shí)施海外投資，培育一批電池企業(yè)。日本政府還將推動制定國際規(guī)則，參與甚至主導(dǎo)電池可持續(xù)發(fā)展國際討論，建立全球安全性功能性標(biāo)準(zhǔn)。通過拓展電池系統(tǒng)海外市場，推廣解決方案以及推廣電池新用途，日本將探索船舶、飛機(jī)、農(nóng)機(jī)以及V2H(vehicle to home)等領(lǐng)域全球應(yīng)用前景。
?、鄞_保上游產(chǎn)業(yè)安全
日本國內(nèi)制造完成150 GWh/年的目標(biāo)每年大約需要10萬噸鋰、9萬噸鎳、2萬噸鈷、15萬噸石墨、2萬噸錳，全球制造完成600 GWh/年的目標(biāo)每年大約需要38萬噸鋰、31萬噸鎳、6萬噸鈷、60萬噸石墨、5萬噸錳。因此，一方面日本將加強(qiáng)資源保障支持力度，將電池金屬材料等列為高風(fēng)險(xiǎn)礦種，擴(kuò)大支持資源保障企業(yè)一攬子政策，完善中游冶煉工序。另一方面，日本將加強(qiáng)與澳大利亞、南美、非洲等資源豐富國家的合作，確保產(chǎn)業(yè)鏈上游安全。
④開發(fā)下一代電池技術(shù)
日本將強(qiáng)化下一代電池技術(shù)開發(fā)，通過綠色創(chuàng)新基金等，加快以全固態(tài)電池為主的下一代電池和材料(包括材料評估技術(shù))及回收技術(shù)的開發(fā)，力爭在2030年左右實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池的全面商用，確保包括鹵代電池、鋅負(fù)極電池等新型電池的技術(shù)優(yōu)勢，并完善全固態(tài)電池量產(chǎn)制造體系。同時(shí)，日本將完善相應(yīng)的性能測試和安全評價(jià)體系，以及通過人才培養(yǎng)聯(lián)動強(qiáng)化關(guān)西研究開發(fā)平臺建設(shè)。
?、萃卣箛鴥?nèi)市場
日本將促進(jìn)電動汽車和固定電池系統(tǒng)的普及，支持充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，到2035年實(shí)現(xiàn)乘用車新車銷售全部為電動汽車。此外，日本將進(jìn)一步確保固定電池系統(tǒng)安全性，并作為電力基礎(chǔ)設(shè)施的一部分。
⑥加強(qiáng)人力資源保障
日本政府將提高整個(gè)產(chǎn)業(yè)人才保障及技能水平，到2030年，力爭培養(yǎng)電池產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈人才共3萬人，其中培養(yǎng)電池制造相關(guān)人才2.2萬人，包括制造技能人才1.8萬人、產(chǎn)品開發(fā)和評價(jià)人才0.4萬人。為此，日本專門成立官產(chǎn)學(xué)組成的“關(guān)西電池人才培養(yǎng)聯(lián)盟”，并提出在工科類高校和高專等設(shè)立相關(guān)專業(yè)課程，還將在產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合研究所的關(guān)西中心啟動操作電池生產(chǎn)設(shè)備的課程。
⑦完善國內(nèi)電池制造和利用環(huán)境
日本將促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展，試行碳足跡規(guī)則，到2030年前建立國內(nèi)電池回收利用體系;利用可再生能源擴(kuò)大電力供給、降低成本負(fù)擔(dān)，以提高產(chǎn)業(yè)競爭力;修改相關(guān)法規(guī)，提高大容量電池安全性;統(tǒng)一軟硬件標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)行業(yè)規(guī)范發(fā)展。
2.2 日本積極解決電池供應(yīng)鏈問題，部署電池技術(shù)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目
(1)本土電池上下游企業(yè)聯(lián)合組建電池供應(yīng)鏈協(xié)會
日本鋰電池行業(yè)發(fā)展較早，行業(yè)發(fā)展較為成熟，目前行業(yè)內(nèi)各產(chǎn)業(yè)鏈均有龍頭企業(yè)。正極材料的龍頭企業(yè)有日亞化學(xué)、住友金屬礦山;負(fù)極材料的龍頭企業(yè)有三菱化學(xué)、日立化成;隔膜的代表性企業(yè)有旭化成、東立;電解液的代表性企業(yè)有三菱化學(xué)、宇部興產(chǎn)。鋰電池制造的龍頭企業(yè)有松下能源以及PEVE。下游新能源車廠的企業(yè)包括豐田、本田、日產(chǎn)等。
2021年5月，日本成立電池供應(yīng)鏈協(xié)會(簡稱“BASC”)，成員包括日產(chǎn)汽車、住友金屬礦業(yè)、旭化成、松下能源和豐田鋰電等55家企業(yè)，涉及日本汽車制造商、電池材料和部件供應(yīng)商、電池制造商、貿(mào)易公司等。BASC會長由住友金屬礦業(yè)電池材料事業(yè)本部擔(dān)任，協(xié)會的宗旨是尋求政府為動力電池行業(yè)提供更多支持，以增強(qiáng)日本電動汽車行業(yè)在全球的競爭力。協(xié)會旨在將日本車企和電池相關(guān)企業(yè)聯(lián)合起來，共同解決電池供應(yīng)短缺的問題，并計(jì)劃在電池再回收領(lǐng)域進(jìn)行稀有金屬的回收再利用。BASC向政府提交了政策建議，包括制定措施以確保鋰、鈷、鎳和其他電池材料的供應(yīng)安全，幫助該行業(yè)降低投資和采購成本。協(xié)會還參與相關(guān)國際標(biāo)準(zhǔn)的制定和審議。
2022年，BASC的規(guī)模擴(kuò)大到100家電池領(lǐng)域供應(yīng)鏈企業(yè)，計(jì)劃在9月份參加鋰電池國際標(biāo)準(zhǔn)會議提出日本的標(biāo)準(zhǔn)，以此用來牽制中國的標(biāo)準(zhǔn)。
(2)積極部署電池技術(shù)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目，重點(diǎn)發(fā)展固態(tài)電池
日本政府對鋰離子電池技術(shù)的研發(fā)給予了長期穩(wěn)定的支持，特別是近年來加大了對固態(tài)電池的研發(fā)投入，使日本占據(jù)了全固態(tài)電池技術(shù)相關(guān)國際專利的68%，位居全球第一。目前全球固態(tài)電池專利數(shù)排名前五的企業(yè)中，有四家是日本企業(yè)。全固態(tài)電池的能量密度接近傳統(tǒng)鋰離子電池的2倍，擁有出色的充、放電性能，將進(jìn)一步縮短充電時(shí)間。由于降低了昂貴原材料的使用率，可將電池成本降至更低。目前，用于電子產(chǎn)品等的小型電池的實(shí)用化取得進(jìn)展，而大型的車載電池仍處于開發(fā)量產(chǎn)技術(shù)的階段。
日本政府、研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)廣泛關(guān)注下一代電池材料開發(fā)，2014年日本成立了鋰離子電池材料研究中心(以下簡稱LIBTEC)，負(fù)責(zé)牽頭實(shí)施由NEDO資助的“下一代電池材料評估技術(shù)開發(fā)”項(xiàng)目。LIBTEC由電池產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)機(jī)構(gòu)和企業(yè)組成，成員包括產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究所、旭化成等材料企業(yè)、松下能源等電池企業(yè)、小松制造等工藝設(shè)備機(jī)構(gòu)和豐田汽車等汽車企業(yè)等，具體職責(zé)包括材料開發(fā)、電池設(shè)計(jì)、制造工藝、評價(jià)分析等。LIBTEC的研發(fā)成員由各家企業(yè)派遣的研究員和LIBTEC聘用職員組成，每兩年各協(xié)會成員會更換一次派遣人員。理事長由諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主、旭化成株式會社名譽(yù)院士吉野彰擔(dān)任。
LIBTEC的發(fā)展目標(biāo)是，到2025年實(shí)現(xiàn)高功率、較長續(xù)航里程(550 km)的電池組技術(shù);到2030年?duì)幦⒗m(xù)航里程提升至800 km，并且研發(fā)靈活性更好、阻燃性能優(yōu)異，適用溫度范圍廣的電池技術(shù)。LIBTEC主要職責(zé)是在三個(gè)時(shí)期實(shí)現(xiàn)對下一代電池材料評估技術(shù)開發(fā)，包括：在2010—2014財(cái)年建立材料評估技術(shù)并促進(jìn)國內(nèi)材料制造商的快速新材料提案和提高國內(nèi)電池制造商的開發(fā)效率;在2013—2017財(cái)年進(jìn)行全固態(tài)電池研發(fā)計(jì)劃第一階段，主要技術(shù)包括PJ-1高電位正極(LNMO)電池、PJ-2高容量正極(鋰過量固溶體)電池、PJ-3高容量負(fù)極(Si系材料和與其組合厚膜正極)電池、PJ-4阻燃電解質(zhì)(4.5 V LCO||石墨電池，可進(jìn)行高壓安全評估)、PJ-5硫化物系統(tǒng)全固態(tài)電池;在2018—2022財(cái)年進(jìn)行全固態(tài)電池研發(fā)計(jì)劃第二階段，開發(fā)具有全固態(tài)LIB的高性能電動汽車。
2018—2022財(cái)年，NEDO部署了全固態(tài)電池研發(fā)計(jì)劃第二階段，資助9000萬美元，目標(biāo)是開發(fā)第一代電池和下一代電池。第一代電池目標(biāo)是開發(fā)提高現(xiàn)有材料電池性能和連續(xù)工藝，最終驗(yàn)證 450 Wh/L電池的連續(xù)工藝。下一代電池的目標(biāo)是與合作的研究機(jī)構(gòu)(主要是大學(xué))合作，通過提高材料容量來制造高能量密度電池。該項(xiàng)目由LIBTEC牽頭，京都大學(xué)、物質(zhì)材料研究等研究機(jī)構(gòu)以及材料、電池、汽車、工藝設(shè)備等日本動力電池產(chǎn)業(yè)鏈骨干企業(yè)等38家單位共同參與。全固態(tài)電池研發(fā)計(jì)劃第二階段的主要研究內(nèi)容：一是將開發(fā)能解決全固態(tài)鋰電池的大型化和量產(chǎn)化瓶頸的基礎(chǔ)技術(shù)，包括固體電解質(zhì)的量產(chǎn)與低成本合成、向電極活性物質(zhì)涂敷電解質(zhì)、電解質(zhì)層與電極層的成膜等。二是通過組合全固態(tài)鋰電池用新材料和元器件，評估單元的性能、耐久性和安全性，將制作用于掌握新材料與元器件的利弊、技術(shù)課題及是否適合單元量產(chǎn)工藝等的標(biāo)準(zhǔn)電池模型，并編訂規(guī)格說明書及性能評估程序手冊。三是開發(fā)通過計(jì)算機(jī)模擬，預(yù)測全固態(tài)鋰電池的單元及電池組的不穩(wěn)定性、劣化和發(fā)熱情況的技術(shù)，以日本主導(dǎo)推進(jìn)國際標(biāo)準(zhǔn)化為目標(biāo)，開發(fā)關(guān)于耐久性和安全性的試驗(yàn)評估方法等。
2021年，NEDO部署了“電動汽車創(chuàng)新電池開發(fā)”項(xiàng)目(2021—2025年)，計(jì)劃投入166億日元，旨在開發(fā)超越鋰離子電池的新型電池，增強(qiáng)電池和汽車行業(yè)的競爭力，包括氟化物電池、鋅負(fù)極電池;2021年，NEDO與豐田汽車和松下能源等企業(yè)啟動新一代高效電池“全固體電池”核心技術(shù)的開發(fā)，將舉全日本之力推進(jìn)研發(fā)，力爭實(shí)現(xiàn)電池產(chǎn)業(yè)的追趕，項(xiàng)目合作企業(yè)達(dá)到23家。將以量產(chǎn)和搭載于純電動汽車為目標(biāo)啟動研究。到2030年前后將每千瓦時(shí)電池組的成本降至鋰電池的1/3左右，將快速充電時(shí)間也縮短至1/3(10分鐘)。
日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省通過其支援脫碳化領(lǐng)域研發(fā)的2萬億日元基金向日產(chǎn)汽車和本田汽車提供約1510億日元(約合人民幣74.9億元)資金，支持兩家企業(yè)進(jìn)行全固態(tài)電池的開發(fā)。其中1205億日元投向能量密度高的高性能蓄電池及原材料的開發(fā)、再利用技術(shù)。其余305億日元用于新一代啟動機(jī)的開發(fā)。
2.3 電池企業(yè)和汽車企業(yè)加大動力電池的投入
面對中國電池迅猛發(fā)展，日本企業(yè)的裝機(jī)量和市場占有率均在下降。日本電池企業(yè)及汽車企業(yè)加緊推進(jìn)電池產(chǎn)能的布局，特別是加大固態(tài)電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化的投入。
(1)松下能源
馬斯克成立特斯拉之后，首先選擇的就是跟松下能源合作，由松下能源提供動力電池。松下能源是唯一躋身全球動力電池裝機(jī)量前十名的日本企業(yè)。
近年來，松下能源的全球市場占有量下降。2020年、2021年位居全球第三，市場份額分別為20.2%、18.4%;2022年上半年，排名第四，呈掉隊(duì)之勢，市場份額為9.9%;松下在美國堪薩斯州建設(shè)了一座新的EV電池廠，預(yù)計(jì)其在2024年投入生產(chǎn)，為堪薩斯州帶來數(shù)億美元的利益，在研究升級的同時(shí)，獲得海外市場。
(2)豐田汽車
2021年9月，在“2030電池戰(zhàn)略會”上，豐田提出將在2030年前投入1.5萬億日元用于電池研發(fā)和生產(chǎn)。其中1萬億日元用于生產(chǎn)，5000億日元研發(fā)。2021年12月，豐田將電池領(lǐng)域投資從1.5萬億日元擴(kuò)大到了2萬億日元。按規(guī)劃，2025年前將投產(chǎn)10條電池生產(chǎn)線。2026—2030年間，每年投10條，共70條生產(chǎn)線，所有產(chǎn)線都用于純電動汽車，2030年電池產(chǎn)能將超過200 GWh。
豐田汽車一直致力于研究和計(jì)劃開發(fā)大功率、續(xù)航里程長、充電時(shí)間短的全固態(tài)電池，擁有超過1000項(xiàng)固態(tài)電池專利。2020年8月，搭載全固態(tài)電池的電動車正式取得牌照，開始行駛實(shí)驗(yàn)。目標(biāo)在2025年全固態(tài)電池實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)，率先應(yīng)用于混合動力車型，實(shí)現(xiàn)全固態(tài)電池上車商業(yè)化應(yīng)用的第一步。豐田希望能夠通過商業(yè)化嘗試不斷發(fā)現(xiàn)全固態(tài)電池存在的問題。到2030年確保生產(chǎn)技術(shù)和穩(wěn)定質(zhì)量后，實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和全面的實(shí)用化、商業(yè)化。
2022年9月，豐田宣布在日本和美國投資7300億日元(約56億美元)，將電池產(chǎn)能最多提高40 GWh，建立更高效的生產(chǎn)線，以進(jìn)一步提高競爭力。計(jì)劃在2024—2026年期間開始生產(chǎn)電池，旨在通過提供多種動力系統(tǒng)選擇，靈活地滿足所有國家和地區(qū)不同客戶的需求。在日本，將向電池公司Prime Planet Energy & Solutions(PPES)的Himeji工廠、豐田工廠投資約4000億日元;在美國將向北卡羅來納州的Toyota Battery Manufacturing公司(TBMNC)投資3250億日元以提高電池產(chǎn)能，豐田北美公司、豐田通商株式會社擁有TBMNC 90%和10%的股份。
2021年1月，豐田決定以2.24億美元收購澳大利亞Orocobre鋰礦公司15%的股份，該公司目前在阿根廷開采鋰，保證蓄電池的鋰供應(yīng)。
(3)本田汽車
2022年4月，本田宣布了固態(tài)電池推進(jìn)計(jì)劃，投資約430億日元(約合人民幣21.3億元)建設(shè)全固態(tài)電池示范生產(chǎn)線，將于2024年春季設(shè)立試驗(yàn)性生產(chǎn)線動，并應(yīng)用于2025年以后推出的車型中。
本田雖然制定了積極的電動車戰(zhàn)略，但在電池上更多依靠合作伙伴。本田則表示他們在北美會從通用汽車采購Ultium鋰離子電池，并探索在當(dāng)?shù)仄渌姵厣a(chǎn)商合資的可能，在中國與寧德時(shí)代合作，而在日本本土，則采購遠(yuǎn)景動力在日本和日產(chǎn)共同開發(fā)的電池產(chǎn)品。
(4)日產(chǎn)汽車
日產(chǎn)汽車制定了積極的電動車戰(zhàn)略。2021年11月，日產(chǎn)汽車在“日產(chǎn)汽車2030愿景”發(fā)布會上，提出計(jì)劃到2026財(cái)年共投入1400億日元(約合人民幣79億元)用于固態(tài)電池研發(fā)，并與全球伙伴合作。到2028財(cái)年實(shí)現(xiàn)固態(tài)電池大規(guī)模量產(chǎn)，并在推出首款搭載日產(chǎn)全固態(tài)電池的電動車型。
2022年4月，日產(chǎn)汽車公布了疊層軟包全固態(tài)電池電芯的試點(diǎn)生產(chǎn)設(shè)施，計(jì)劃在2024財(cái)年在日本橫濱建造試點(diǎn)工廠，對材料、設(shè)計(jì)和制造工藝等進(jìn)行研究，于2028年正式投產(chǎn)。電池成本方面，日產(chǎn)計(jì)劃到2028財(cái)年，將全固態(tài)電池成本降至每千瓦時(shí)75美元，通過不斷的創(chuàng)新，未來進(jìn)一步降低至每千瓦時(shí)65美元，以實(shí)現(xiàn)電動車型和燃油車型的成本評價(jià)。
日產(chǎn)汽車將收購日本動力電池制造商 Vehicle Energy Japan的多數(shù)股份，成為其大股東。Vehicle Energy Japan 是由 Maxell 和日本產(chǎn)業(yè)革新機(jī)構(gòu)(INCJ)投資的汽車電池制造商，主要業(yè)務(wù)是對用于混合動力汽車的鋰離子電池、電池模組和電池管理系統(tǒng)進(jìn)行研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。通過此次收購，日產(chǎn)將確保其電池供應(yīng)的穩(wěn)定性，并將推動下一代電池的研發(fā)。
3 我國電池技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展現(xiàn)狀和態(tài)勢
3.1 政府高度重視電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展
(1)對新能源汽車給予政策補(bǔ)貼，帶動電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展
近年來，圍繞實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，在國家新能源汽車、新型儲能等領(lǐng)域政策文件中，對電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展提出要求。如2020年國務(wù)院印發(fā)《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》，指出發(fā)展新能源汽車是我國應(yīng)對氣候變化、推動綠色發(fā)展的戰(zhàn)略舉措;提出力爭經(jīng)過15年的持續(xù)努力，純電動汽車成為新銷售車輛的主流，公共領(lǐng)域用車全面電動化;提出實(shí)施電池技術(shù)突破行動，推動動力電池全價(jià)值鏈發(fā)展。2021年10月，國家發(fā)改委能源局印發(fā)了《關(guān)于加快推動新型儲能發(fā)展的指導(dǎo)意見》，以實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和為目標(biāo)，提出到2025年，我國新型儲能裝機(jī)規(guī)模將達(dá)到30 GW以上，較2020年底增長近10倍。在提升科技創(chuàng)新能力方面，提出堅(jiān)持儲能技術(shù)多元化，推動鋰離子電池、液流電池、鈉離子電池等技術(shù)發(fā)展和示范應(yīng)用等。
(2)國家科技計(jì)劃持續(xù)支持電池技術(shù)研發(fā)
我國政府重視電池領(lǐng)域科技創(chuàng)新，“十三五”期間在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“新能源汽車”和“智能電網(wǎng)”重點(diǎn)專項(xiàng)的支持下，在動力電池方面，新材料新體系、高比能量、高比功率長壽命鋰離子電池、動力電池系統(tǒng)、新型高比能鋰電池、動力電池測試等技術(shù)方面取得了重要進(jìn)展，如研制出比容量達(dá)400 mAh/g的新型富鋰錳基正極材料、比容量超過1300 mAh/g的納米硅碳負(fù)極材料、比能量≥350 Wh/kg的軟包鋰離子電池單體等;在儲能電池方面，實(shí)現(xiàn)了100 MWh級循環(huán)壽命超過1萬次的磷酸鐵鋰儲能電池系統(tǒng)，固態(tài)三元儲能型鋰離子電池以及鈉離子電池完成了前沿探索。“十四五”國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“高端功能與智能材料”“新能源汽車”“儲能與智能電網(wǎng)技術(shù)”等重點(diǎn)專項(xiàng)中設(shè)立了鋰電池材料、動力電池和儲能電池及應(yīng)用研究內(nèi)容。
3.2 我國電池產(chǎn)業(yè)占據(jù)全球優(yōu)勢地位
(1)電池產(chǎn)業(yè)規(guī)模位居全球首位，三元電池發(fā)展迅猛
在產(chǎn)業(yè)和市場方面，我國建立了較完整的電池產(chǎn)業(yè)鏈，電池產(chǎn)業(yè)一直位居全球首位。多年來，在新能源汽車補(bǔ)貼政策支持下，我國電動汽車產(chǎn)業(yè)取得了長足的發(fā)展，成為產(chǎn)銷大國，同時(shí)促進(jìn)了我國電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，得到了國際社會的高度關(guān)注和認(rèn)可。
2021年，我國動力電池累計(jì)產(chǎn)量為219.7 GWh，同比增長163.4%;銷量為186.0 GWh，同比增長182.3%;裝機(jī)量154.5 GWh，同比增長142.8%，居世界第一。我國組裝的動力電池占全球76%，生產(chǎn)占全球55%，寧德時(shí)代、比亞迪、中創(chuàng)新航(中航鋰電)、遠(yuǎn)景動力、國軒科技和億緯鋰能等6家企業(yè)位居全球動力電池企業(yè)前10名單;寧德時(shí)代是世界上規(guī)模最大的電池企業(yè)，2021年裝機(jī)量達(dá)到96.7 GWh，占據(jù)全球市場的32.6%，同比增長167.13%。
據(jù)SNE Research數(shù)據(jù)，2022年上半年，在全球動力電池裝機(jī)前20的企業(yè)中，有15家我國企業(yè);在增速超過100%的12家動力電池廠商中，有11家我國企業(yè)，包括比亞迪在內(nèi)的4家企業(yè)增速更是超過200%。寧德時(shí)代繼續(xù)蟬聯(lián)全球電池銷量冠軍，占全球市場份額34%，比亞迪電池銷量超過松下全球排名從第四名躍升至第三名，占全球市場份額達(dá)12%，我國動力電池產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)迅猛發(fā)展的態(tài)勢。
2022年上半年，我國新動工的電池產(chǎn)業(yè)相關(guān)工廠達(dá)到85家，其中，公開投資規(guī)模的81家工廠總投資額將近6000億元人民幣。按產(chǎn)業(yè)鏈來看，28家電池企業(yè)，16家陽極材料及原材料企業(yè)、17家陰極材料企業(yè)總投資額分別約合2780億元人民幣、1127億元和968億元人民幣。此外，隔膜、電解液等電池相關(guān)企業(yè)也陸續(xù)開始動工。
我國企業(yè)磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池材料兩條技術(shù)路線同步進(jìn)行，覆蓋面更廣，裝機(jī)量也更大。我國2020年新增動力電池裝機(jī)量中，三元電池和磷酸鐵鋰電池占比分別約為66%和33%，2021年，我國裝車量累計(jì)74.35GWh，占總裝車量48.1%，同比累計(jì)增長91.30%。磷酸鐵鋰電池裝車量為79.8GWh，占比為51.7%，同比增長227.4%。磷酸鐵鋰電池呈現(xiàn)快速增長態(tài)勢，由于成本和安全性優(yōu)勢，以及電池系統(tǒng)集成效率技術(shù)的提高，預(yù)計(jì)未來三年磷酸鐵鋰電池在動力與儲能市場的份額會顯著超越三元電池。
(2)我國企業(yè)紛紛擴(kuò)大規(guī)模，布局海外市場
全球動力電池生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)鏈高度依賴我國電池企業(yè)，近年來，我國的電池行業(yè)在控制成本保持價(jià)格優(yōu)勢的同時(shí)，也在不斷地提高技術(shù)競爭力，通過改善技術(shù)提高質(zhì)量來擴(kuò)大全球市場份額。中國電池企業(yè)不僅在三元鋰電池、圓柱形電池等領(lǐng)域加大投資來吸引全球客戶，同時(shí)進(jìn)軍北美、歐洲、韓國等國際市場，積極進(jìn)行海外市場布局。
我國電池企業(yè)不斷取得長期海外訂單，建立國際戰(zhàn)略合作關(guān)系。目前，美國特斯拉、歐洲寶馬和大眾、韓國起亞和雙龍等海外車企開始采用中國電池。特斯拉在美國銷售的低價(jià)Model 3中安裝了中國寧德時(shí)代制造的磷酸鐵鋰電池。奔馳在EQS中使用了寧德時(shí)代公司的電池。福特汽車開始與寧德時(shí)代進(jìn)行電池供應(yīng)協(xié)商，涉及磷酸鐵鋰和其他電池技術(shù)。韓國起亞SUV電動汽車Niro將采用寧德時(shí)代的電池，并在韓國本土銷售;韓國雙龍汽車與比亞迪建立了戰(zhàn)略合作關(guān)系，計(jì)劃2023年左右推出Torres電動汽車車型，并搭載比亞迪的電池，在韓國本土銷售。
同時(shí)，我國電池企業(yè)通過在海外建廠積極進(jìn)行海外布局。2022年6月，遠(yuǎn)景動力宣布將在西班牙建設(shè)一座超級工廠，規(guī)劃產(chǎn)能30 GWh，計(jì)劃于2025年建成投產(chǎn)。2022年9月，寧德時(shí)代投資73.4億歐元，在匈牙利德布勒森市建設(shè)電池工廠，項(xiàng)目規(guī)劃年產(chǎn)能為100 GWh，是繼德國之后寧德時(shí)代在歐洲建設(shè)的第二家工廠，將為奔馳、大眾集團(tuán)、寶馬和Stellantis等歐洲汽車制造商生產(chǎn)電動汽車電芯及模組產(chǎn)品。2022年6月，國軒高科在德國哥廷根工廠設(shè)立其歐洲首個(gè)電池生產(chǎn)運(yùn)營基地，目前計(jì)劃投建年產(chǎn)18 GWh生產(chǎn)基地;10月，國軒高科美國子公司Gotion將投資23.6億美元，在密歇根州建設(shè)電池材料工廠，計(jì)劃將于2031年完工。該工廠建成后預(yù)計(jì)每年生產(chǎn)15萬噸陰極材料和5萬噸陽極材料。隨著我國電池企業(yè)在歐美地區(qū)的擴(kuò)張和布局，我國企業(yè)將在全球電池市場具有更高的參與度和影響力。然而，目前我國動力電池企業(yè)也面臨著美國車企霸凌外國電池企業(yè)逼迫其“共享核心技術(shù)”的問題，我國電池企業(yè)還需早做準(zhǔn)備。
(3)我國電池產(chǎn)業(yè)鏈健全發(fā)展，材料產(chǎn)業(yè)取得長足進(jìn)步，應(yīng)用市場發(fā)展迅猛
我國電池產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈完善，制造鋰電池的最為關(guān)鍵材料，如鋰、鈷、鎳、錳等主要金屬，在我國有較高儲量，同時(shí)我國也在全球收購了相當(dāng)多的礦產(chǎn)資源。
此外，在技術(shù)路線上，我國鋰電池廠商早已布局磷酸鐵鋰電池，強(qiáng)調(diào)兩條技術(shù)路線同步進(jìn)行。近年來，我國涌現(xiàn)一批電池正極、負(fù)極、電解液和隔膜等龍頭企業(yè)，行業(yè)集中度較高，成為磷酸鐵鋰及三元正極材料世界最大生產(chǎn)及使用國，隔膜龍頭企業(yè)恩捷股份占全球最大份額。我國電池產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈更加具有穩(wěn)定性及多元性。
我國在動力電池產(chǎn)業(yè)上凸顯出優(yōu)勢，主要是依托我國擁有全球最大的新能源汽車市場，因此拉動了我國電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2021年，新能源汽車的全年銷量為352.1萬輛，同比增長157.8%，銷量占全球市場53%，純電動車市場占比達(dá)61%。新能源2022年上半年銷量為224.7萬臺，同比增長122.4%。
3.3 電池技術(shù)總體處于國際并跑水平
我國在動力電池方面的創(chuàng)新技術(shù)也不斷獲得新突破，2021年中國申請的動力鋰電池專利占據(jù)了全球90%的份額，尤其是正負(fù)極材料技術(shù)方面，不斷推陳出新。
動力電池方面，新材料新體系、高比能量高比功率長壽命鋰離子電池、新型高比能鋰電池等技術(shù)取得重要進(jìn)展，比容量達(dá)400 mAh/g的新型富鋰錳基正極材料、比容量超過1300 mAh/g的納米硅碳負(fù)極材料等達(dá)到國際先進(jìn)水平。
儲能電池方面，實(shí)現(xiàn)100兆瓦時(shí)級循環(huán)壽命超過1萬次的磷酸鐵鋰儲能電池系統(tǒng)。寧德時(shí)代開發(fā)電池單體能量密度160 Wh/kg的鈉離子電池，有望用于儲能電站、通信基站等領(lǐng)域。比亞迪開發(fā)刀片電池技術(shù)，創(chuàng)新電池結(jié)構(gòu)大幅提高體積利用率。
近年來，我國電池企業(yè)在技術(shù)創(chuàng)新方面加強(qiáng)了投入，電池技術(shù)取得不斷進(jìn)步，如鈉離子電池、固態(tài)電池技術(shù)、無鈷電池、刀片電池與CTP集成技術(shù)等，其中寧德時(shí)代2020年研發(fā)費(fèi)用高達(dá)35.69億元，加強(qiáng)現(xiàn)有電池和未來電池技術(shù)開發(fā)，寧德時(shí)代投資33億元，創(chuàng)辦21C實(shí)驗(yàn)室，加強(qiáng)未來電池技術(shù)開發(fā)，支撐其在全球電池領(lǐng)域龍頭地位。
在電池標(biāo)準(zhǔn)方面，我國開始在國際電工組織積極推進(jìn)中國標(biāo)準(zhǔn)，早在2020年我國就向ISO提出了設(shè)置鋰電池的新標(biāo)準(zhǔn)，制定專業(yè)委員會提案，而且委員會的干事由中國專家擔(dān)任，圍繞標(biāo)準(zhǔn)制定，我國目前已經(jīng)掌控了主導(dǎo)權(quán)。
4 小結(jié)和建議
(1)面臨更加激烈的全球市場競爭
以往韓國、日本電池企業(yè)的重點(diǎn)市場以歐美電動汽車市場為主，我國電池企業(yè)以電動汽車內(nèi)需市場為主，在最近幾年也紛紛進(jìn)軍國際市場。韓國、日本憑借早年的技術(shù)優(yōu)勢，在全球電池市場中處于領(lǐng)先地位。然而，隨著我國電池產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展擴(kuò)張，韓、日電池企業(yè)均面臨著激烈競爭帶來的市場份額持續(xù)萎縮。近年來，歐美大力發(fā)展電動汽車產(chǎn)業(yè)及電池產(chǎn)業(yè)，也在積極吸引中日韓三國的電池廠到其本土進(jìn)行投產(chǎn)，解決目前電池產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈安全性問題;但同時(shí)為保護(hù)其本土電池產(chǎn)業(yè)，歐美也紛紛制定保護(hù)和扶持政策，對包括我國企業(yè)在內(nèi)的亞洲企業(yè)的歐美市場或在歐美建廠都帶來一定的影響。在全球電池領(lǐng)域新一輪的競爭下，動力電池產(chǎn)業(yè)或會面臨重新布局，我國應(yīng)給予高度關(guān)注，未雨綢繆，保持和鞏固電池領(lǐng)域的競爭力。
(2)日韓擴(kuò)大電池產(chǎn)業(yè)鞏固全球市場份額
為了提高本國電池產(chǎn)業(yè)競爭力，韓國、日本政府紛紛制定了電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略和扶持政策，電池企業(yè)和汽車企業(yè)也紛紛加大電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的投資，以鞏固市場份額。在全球電池市場上，韓國和日本分別計(jì)劃2030年占據(jù)全球電池市場的40%和20%;在其國內(nèi)市場，日韓計(jì)劃通過擴(kuò)張公共需求、推廣電池應(yīng)用場景以及開發(fā)電池相關(guān)服務(wù)行業(yè)等措施來培育其本土的市場需求，進(jìn)一步拉動電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。日韓政府電池產(chǎn)業(yè)的戰(zhàn)略目標(biāo)，對我國未來持續(xù)保持全球電池市場的競爭領(lǐng)先優(yōu)勢將帶來影響，在構(gòu)建國內(nèi)國際雙循環(huán)的新發(fā)展格局下，我國政府應(yīng)引導(dǎo)電池企業(yè)及應(yīng)用企業(yè)加強(qiáng)合作，站穩(wěn)國內(nèi)市場，積極拓展國際市場，同時(shí)積極開辟電池產(chǎn)業(yè)新的應(yīng)用領(lǐng)域和需求市場。
(3)日韓高度重視電池產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全
在日韓電池發(fā)展戰(zhàn)略中，均強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)本土電池供應(yīng)鏈安全，圍繞供應(yīng)鏈面臨的問題，提出從電池關(guān)鍵材料及礦產(chǎn)原料、電池部件、電池設(shè)備、電池回收利用等全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行部署，特別重視電池產(chǎn)業(yè)鏈上游材料產(chǎn)業(yè)的安全，日本組建電池上下游企業(yè)組成的電池供應(yīng)鏈協(xié)會，韓國創(chuàng)建電池材料、零部件、設(shè)備專業(yè)綜合體，創(chuàng)建“電池聯(lián)盟”，通過各方聯(lián)合方式推動電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。此外，韓國為了提升尖端戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的競爭力，對本體電池企業(yè)采取保護(hù)措施，防止技術(shù)外流。日韓的這些舉措將對我國電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來影響，我國應(yīng)強(qiáng)化電池產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈安全，加強(qiáng)電池產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展整體規(guī)劃和系統(tǒng)部署，確保我國未來電池產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的安全。
(4)加強(qiáng)全固態(tài)電池等下一代電池的技術(shù)部署
日韓政府積極支持電池技術(shù)研發(fā)，特別重視未來電池技術(shù)的部署，均將發(fā)展重點(diǎn)放在全固態(tài)電池等下一代的電池技術(shù)方向，通過新電池技術(shù)的商業(yè)化，提升未來在電池領(lǐng)域的全球競爭力。日本依靠其政府和企業(yè)在全固態(tài)電池技術(shù)領(lǐng)域的長期投入，已在全球占據(jù)明顯優(yōu)勢，韓國建立“下一代電池園”，積極推進(jìn)政府和電池企業(yè)在未來電池技術(shù)領(lǐng)域的合作。隨著電池技術(shù)的快速發(fā)展，技術(shù)領(lǐng)先將助力形成產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢。我國應(yīng)在科技計(jì)劃中加大對全固態(tài)電池等下一代電池技術(shù)領(lǐng)域的部署，在全固態(tài)電池領(lǐng)域形成國家戰(zhàn)略科技力量，以贏得未來電池產(chǎn)業(yè)全球競爭的主動性。
(5)加強(qiáng)電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)環(huán)境建設(shè)
日韓政府在電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略中，圍繞建立電池生態(tài)系統(tǒng)，在電池領(lǐng)域人才、標(biāo)準(zhǔn)、稅收等方面進(jìn)行了系統(tǒng)考慮。韓國政府強(qiáng)調(diào)培育中小型核心企業(yè)，培養(yǎng)電池專業(yè)人才，搭建培養(yǎng)電池產(chǎn)業(yè)勞動力平臺，為研發(fā)和基礎(chǔ)設(shè)施投資提供減稅等政策;日本提出加強(qiáng)電池領(lǐng)域人力資源保障，提高整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈人才保障及技能水平，成立官產(chǎn)學(xué)組成的電池人才培養(yǎng)聯(lián)盟，修改相關(guān)法規(guī)，建立統(tǒng)一軟硬件標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)行業(yè)規(guī)范發(fā)展，積極參與國際標(biāo)準(zhǔn)的制定。我國電池產(chǎn)業(yè)位居全球領(lǐng)先地位，建立了比較完備的產(chǎn)業(yè)生態(tài)，面對日韓電池競爭，我國在電池領(lǐng)域國際標(biāo)準(zhǔn)制定、電池法規(guī)、電池領(lǐng)域領(lǐng)軍人才、技術(shù)和技能人才培養(yǎng)、精特新企業(yè)培育等方面仍需繼續(xù)加強(qiáng)，應(yīng)不斷完善我國電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)，鞏固和提升我國電池領(lǐng)域的國際競爭力。
作者：史冬梅(圖片), 王晶
單位：科學(xué)技術(shù)部高技術(shù)研究發(fā)展中心
引用： 史冬梅,王晶.中國、日本、韓國電池技術(shù)和產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略態(tài)勢分析[J].儲能科學(xué)與技術(shù),2023,12(02):615-628.
評論