2014 елның 21 апрелендә иртә белән мускул Пекинда Киаофу Фангкаода парашют белән шәхси самолет белән парашют ясады һәм Тесланың Кытайга керү киләчәген тикшерү өчен беренче тукталыш өчен Кытай Фән һәм технология министрлыгына китте.Фән һәм технология министрлыгы Тесланы һәрвакыт дәртләндерә, ләкин бу юлы мускул ишекне япты һәм түбәндәге җавап алды: Кытай электр машиналарына салым реформасын карый.Реформа тәмамланганчы, модельләр традицион ягулык машиналары кебек 25% тариф түләргә тиешләр.

Шуңа күрә маск парк инновацион саммиты аша "кычкырырга" уйлый.Чжуншан концерт залының төп залында Ян uanанцин, Чжоу Хонгй, Чжан Йиминг һәм башкалар сәхнәдә утырдылар.Маск сәхнә артында көтте, кесә телефонын чыгарды һәм твиттер язды.Музыка яңгырагач, ул сәхнәгә менде, шатланып, алкышларга күмелде.Ләкин АКШка кире кайткач, ул твиттер язды һәм зарланды: "Кытайда без җәяүле сабый кебек".

Шул вакыттан алып, Тесла берничә тапкыр банкротлык алдында тора, чөнки базар гадәттә начар, дистокия проблемасы ярты ел дәвамында клиентлар җыю циклына китерде.Нәтиҗәдә, мускул җимерелде һәм хәтта тәмәке тартты, Калифорния заводында алгарышны күзәтү өчен көн саен йоклый.Потенциал проблемасын чишүнең иң яхшы ысулы - Кытайда супер заводлар төзү.Бу максаттан, Гонконгтагы чыгышында мускул елады: Кытай клиентлары өчен ул хәтта вечат кулланырга өйрәнде.

Вакыт уза.2020 елның 7 гыйнварында муск тагын Шанхайга килде һәм Тесла Шанхай супер заводында Кытай автомобиль хуҗаларына 3 модель ачкычын китерде.Аның беренче сүзләре: Кытай хакимиятенә рәхмәт.Ул шулай ук ​​артта биегән.Шул вакыттан алып, эчке модель 3нең кискен бәя төшүе белән, тармак эчендә һәм тышта күп кешеләр куркып әйттеләр: Кытайның яңа энергия машиналары бетә.

Ләкин, соңгы елда, Тесла зур масштаблы руль белән идарә итү вакыйгаларын кичерде, шул исәптән батареяның үз-үзеннән януы, двигатель контрольдән чыгу, күк йөзе очып китү һ.б. Тесланың мөнәсәбәте "акыллы" яки тәкәбберләнде.Күптән түгел, яңа машиналарның электр энергиясе өзелү сәбәпле, Тесла үзәк мәгълүмат чаралары тарафыннан тәнкыйтьләнде.Чагыштырмача әйткәндә, Тесла батареясын кысу проблемасы бик еш очрый, Интернетта машина хуҗалары тавышны бер-бер артлы хөкем итәләр.

Шуңа карап, дәүләт органнары рәсми рәвештә чара күрделәр.Күптән түгел, базар күзәтчелеге Генераль Администрациясе һәм башка биш бүлек Тесла белән әңгәмә кордылар, бу нигездә аномаль тизләнеш, батарея януы, машинаны дистанцион яңарту һ.б. кебек проблемаларны үз эченә алган, барыбыз да белгәнчә, литий тимер фосфат батарейкалары нигездә эчке модельдә кулланыла. .

Литий батареясы ни дәрәҗәдә мөһим?Сәнәгать үсеше барышына күз салсак, Кытай төп технологияне аңлыймы?Уңышка ничек ирешергә?

1 / Заманның мөһим коралы

ХХ гасырда кешелек алдагы 2000 ел белән чагыштырганда күбрәк байлык булдырды.Алар арасында фән һәм технология глобаль цивилизацияне һәм икътисадый үсешне алга этәрүче хәлиткеч көч дип саналырга мөмкин.Соңгы йөз ел эчендә кешеләр булдырган фәнни-технологик уйлап табулар йолдызлар кебек якты, һәм аларның икесе тарихи процесска зур йогынты ясаган дип танылды.Беренчесе - транзисторлар, ансыз санаклар булмас иде;икенчесе - литий-ион аккумуляторы, аларсыз дөнья күз алдына да китереп булмый。

Бүгенге көндә литий батарейкалары ел саен миллиардлаган кәрәзле телефоннарда, ноутбукларда һәм башка электрон продуктларда, шулай ук ​​миллионлаган яңа энергия машиналарында, хәтта зарядка кирәк булган җирдәге барлык күчерелмә җайланмаларда кулланыла.Моннан тыш, яңа энергия машинасы революциясе барлыкка килү һәм күбрәк мобиль җайланмалар булдыру белән, литий батарея индустриясе якты киләчәккә ия булачак.Мәсәлән, литий батарея күзәнәкләренең еллык чыгару бәясе 200 миллиард юаньга җитте, һәм киләчәк бик якын.

Дөньяның төрле илләре формалаштырган ягулык машиналарын киләчәктә юкка чыгару планнары һәм графиклары шулай ук ​​"тортта бозда" булачак.Иң беренчесе - 2025-нче елда Норвегия, һәм АКШ, Япония һәм күп Европа илләре 2035 тирәсендә. Кытайның төгәл планы юк.Киләчәктә яңа технология булмаса, литий батарея сәнәгате дистә еллар дәвамында чәчәк атачак.Литий батареяның төп технологиясенә ия булган кеше тармакта өстенлек итәр өчен таягы булуын аңлата.

Көнбатыш Европа илләре ягулык машиналарын сүндерү расписаниесен билгеләделәр

Еллар дәвамында Европа һәм АКШ, Китай, Япония һәм Көньяк Корея литий батарейкалары өлкәсендә каты көндәшлек һәм хәтта бәрелешләр башлап җибәрделәр, күп танылган галимнәр, күп югары уку йортлары һәм фәнни-тикшеренү учреждениеләре, шулай ук ​​гигантлар һәм капитал консорциасы. нефть, химия, автомобиль, фән һәм технология өлкәләре.Глобаль литий батарея индустриясенең үсеш юлы ярымүткәргеч белән бертигез дип кем уйлаган: ул Европада һәм АКШта, Япония һәм Көньяк Кореядан көчлерәк, һәм ниһаять, Кытай өстенлек иткән.

1970-80 елларда литий батарея технологиясе Европада һәм Америкада барлыкка килде.Соңрак, америкалылар бер-бер артлы литий кобальт оксиды, литий марганец оксиды һәм литий тимер фосфат батарейкаларын уйлап таптылар, алар тармакта алдынгы урынны алдылар.1991-нче елда Япония беренче булып литий-ион батарейкаларын индустриальләштерде, ләкин соңыннан базар кыскаруны дәвам итте.Көньяк Корея, алга этәрү өчен, дәүләткә таяна.Шул ук вакытта, хакимиятнең көчле ярдәме белән, Кытай литий батарея сәнәгатен дөньяда адым саен беренче итте.

Литий батарея индустриясе эволюциясендә Европа, Америка һәм Япония технологияне пропагандалауда мөһим роль уйныйлар.2019 елда химия буенча Нобель премиясе Америка галимнәре Джон гудинаф, Стенли Уиттингем һәм Япон галиме Йошинога литий-ион батарейкаларын тикшерүгә һәм үстерүгә керткән өлешләре өчен бирелде.АКШ һәм Япония галимнәре Нобель премиясенә лаек булганлыктан, Кытай литий батарейкаларының төп технологиясендә беренчелекне ала аламы?

2 / Литий батарея бишеге 

Глобаль литий батарея технологиясе үсеше өчен озын юл бар.1970-нче еллар башында, нефть кризисына җавап итеп, Exxon Нью-Джерсида тикшеренү лабораториясе булдырды, физика һәм химия өлкәсендә күп санлы талантларны җәлеп итте, шул исәптән Стэнфорд Университетының каты дәүләт электрохимиясендә постдоктораль доктор Стенли Уитингем.Аның максаты - яңа энергия чишелешен реконструкцияләү, ягъни яңа буын зарядландырыла торган батарейкаларны үстерү.

Шул ук вакытта, Bell Labs Стэнфорд университетының химиклар һәм физиклар командасын булдырды.Ике як киләсе буын батарейкаларын тикшерүдә һәм эшкәртүдә бик кискен көндәшлек башлады.Тикшеренүләр бәйләнешле булса да, "акча проблема түгел".Биш елга якын бик яшерен тикшеренүләрдән соң, Уиттингхэм һәм аның командасы дөньяда беренче зарядландырыла торган литий-ион аккумуляторын эшләделәр.

Бу литий батарея титан сульфидын катод материалы һәм литийны анод материалы итеп куллана.Аның җиңел авырлыгы, зур сыйдырышлыгы һәм хәтер эффекты юк.Шул ук вакытта, алдагы батареяның җитешсезлекләрен кире кага, аны сыйфатлы сикерү дип әйтергә мөмкин.1976-нчы елда Exxon дөньяда беренче литий батарея уйлап табу патентына гариза бирде, ләкин индустриализациядән файда күрмәде.Ләкин, бу Уиттингемның "литийның атасы" абруена һәм аның дөньядагы статусына тәэсир итми.

Уиттингхэм уйлап табуы тармакны рухландырса да, батарейканы зарядлау һәм эчке җимерү командага, шул исәптән гудинафны да борчый.Шуңа күрә, ул һәм ике доктор ярдәмчесе периодик таблицаны системалы рәвештә өйрәнүне дәвам иттеләр.1980-нче елда, ниһаять, иң яхшы материал кобальт дигән карар кабул иттеләр.Литий-ион аккумуляторы катоды буларак кулланыла ала торган литий кобальт оксиды ул вакытта бүтән материаллардан күпкә өстен һәм базарны тиз яулап алган.

Шул вакыттан алып, кеше батарея технологиясе алга таба зур адым ясады.Литий кобалтитсыз нәрсә булыр?Кыскасы, ни өчен "зур кесә телефоны" шундый зур һәм авыр иде?Чөнки литий кобальт батарея юк.Ләкин, литий кобальт оксиды батареясы күп өстенлекләргә ия булса да, аның җитешсезлекләре зур масштаблы кулланудан соң ачыклана, шул исәптән югары бәя, артык зарарлы каршылык һәм цикл эшләнеше, һәм калдыкларның җитди пычрануы.

Шуңа күрә гудинав һәм аның укучысы Майк Такерей яхшырак материал эзләүне дәвам иттеләр.1982-нче елда Такерей литий марганат батареясын уйлап тапты.Ләкин тиздән ул литий батарейкаларын өйрәнү өчен Аргон Милли Лабораториясенә (ANL) сикерде.Гудинаф һәм аның командасы альтернатив материаллар эзләүне дәвам итәләр, исемлекне тимер һәм фосфор комбинациясенә киметеп, периодик таблицада металлларны тагын бер тапкыр алыштыралар.

Ахырда, тимер һәм фосфор команда теләгән конфигурацияне формалаштырмады, ләкин алар тагын бер структура булдырдылар: licoo3 һәм LiMn2O4, литий-ион батарейкалары өчен өченче катод материалы рәсми рәвештә туды: LiFePO4.Шуңа күрә, иң мөһим өч литий-ион аккумуляторы электродлар барысы да борынгы заманнардан ук динаф лабораториясендә туган.Ул шулай ук ​​дөньяда литий батарейкалар бишеге булды, югарыда телгә алынган ике Нобель премиясе химиклары туды.

1996 елда, Техас Университеты гудинаф лабораториясе исеменнән патент алу өчен гариза язды.Бу LiFePO4 аккумуляторының беренче төп патенты.Шул вакыттан алып, Франция литий галиме Мишель Арманд командага кушылды һәм LiFePO4 углерод каплау технологиясе патентына динаф белән гариза бирде, LiFePO4-ның икенче төп патенты булды.Бу ике патент - төп патентлар, аларны бернинди очракта да узып булмый.

3 / Технология тапшыру

Технология куллану үсеше белән, литий кобальт оксиды батареясының тискәре электродында чишелергә тиешле актуаль проблема бар, шуңа күрә ул тиз индустриальләштерелмәгән.Ул вакытта литий металл литий батарейкаларның анод материалы буларак кулланылган.Энергия тыгызлыгын шактый югары тәэмин итә алса да, күп проблемалар бар иде, анод материалының әкренләп порошоклануы һәм активлыкның югалуы, һәм литий дендритларның үсүе диафрагманы тишәргә мөмкин, нәтиҗәдә кыска схема, хәтта яну һәм шартлау. батарея.

Проблема бик авыр булганда, японнар пәйда булды.Sony озак вакыт литий батарейкаларын эшләп чыгара, һәм глобаль үсешкә зур игътибар бирә.Ләкин, литий кобальтит технологиясе кайчан һәм кайда алынганы турында мәгълүмат юк.1991-нче елда Sony кешелек тарихында беренче коммерция литий-ион батареясын чыгарды, һәм соңгы ccd-tr1 камерасына берничә литий кобальт оксиды цилиндрик батарейкаларын куйды.Шул вакыттан алып, дөнья кулланучылар электроникасының йөзе яңадан язылды.

Бу мөһим карарны Йошино кабул итте.Ул литий батарея аноды буларак углерод (графит) куллануны башлап җибәрде, һәм литий кобальт оксиды катоды белән кушылды.Бу литий батареяның сыйдырышлыгын һәм цикл гомерен тамырдан яхшырта, һәм литий батареяны индустриализацияләү өчен соңгы көч булган бәяне киметә.Шул вакыттан алып, Кытай һәм Корея предприятияләре литий батарея индустриясе дулкына төштеләр, һәм бу вакытта яңа энергия технологиясе (ATL) булдырылды.

Технология урлау аркасында, Техас Университеты һәм кайбер предприятияләр инициативасы белән "хокуклар союзы" бөтен дөньяда кылыч тотты, нәтиҗәдә күп илләр һәм компанияләр катнашындагы патент бәрелеше.Кешеләр әле дә LiFePO4 иң кулай батарея дип уйлыйлар, литий ниобат, литий кобальт һәм литий марганец өстенлекләрен берләштергән яңа катод материал системасы тыныч кына Канада лабораториясендә туган.

2001 елның апрелендә Дальхус Университетының физика профессоры һәм Канада 3М төркеменең баш галиме Джефф Данн зур күләмле коммерция никель кобальт марганец өчьяклы катод материалы уйлап тапты, бу литий батареясын базарга керүнең соңгы адымын үтәргә ярдәм итте. .Шул елның 27 апрелендә 3M АКШка патент алу өчен гариза язды, бу өчьяклы материалларның төп патенты.Димәк, өченче системада булганда, беркем дә йөри алмый.

Шул ук вакытта диярлек, Аргон Милли Лабораториясе (ANL) беренче тапкыр бай литий концепциясен тәкъдим итте, һәм шуның нигезендә катламлы литийга бай һәм югары марганец өченче материаллар уйлап тапты, һәм 2004-нче елда патент алу өчен уңышлы гариза бирде. бу технология үсеше литий марганат уйлап тапкан такер.2012 елга кадәр, Тесла әкренләп күтәрелү моментын чыгара башлады.Маск 3М литий батареясы фәнни-тикшеренү бүлегеннән кешеләрне туплау өчен берничә тапкыр югары хезмәт хакы тәкъдим итте.

Бу форсаттан файдаланып, 3М көймәне агымга этәрде, "кешеләр бара, ләкин патент хокуклары кала" стратегиясен кабул итте, батарея бүлеген тулысынча таркатты һәм патентлар һәм техник хезмәттәшлекне экспортлап зур табыш алды.Патентлар Электрон, Панасоник, Хитачи, Самсунг, LG, L & F һәм SK кебек Япония һәм Корея литий батарея предприятияләренә бирелде, шулай ук ​​Кытайда Шаншан, Хунан Руйсян һәм Бейда Сяньцян кебек катод материаллары бар. барлыгы уннан артык предприятия.

Анл патентлары өч компаниягә генә бирелә: BASF, Германия химия гиганты, Тойода сәнәгате, Япония катод материалы заводы һәм Көньяк Корея компаниясе LG.Соңрак, өченче материалларның төп патент конкурсы тирәсендә, иң югары сәнәгать университетларының тикшеренү союзлары төзелде.Бу көнбатышта, Япониядә һәм Көньяк Кореяда литий батарея предприятияләренең “тумыштан” технологик көчен формалаштырды диярлек, Кытай күп нәрсәгә ирешмәде.

4 / Кытай предприятияләренең үсеше

Кытай төп технологияне үзләштермәгәнгә, бу хәлне ничек бозды?Кытайның литий батареясын тикшерү бик соң түгел, дөнья белән синхрон диярлек.1970-нче еллар ахырында, Кытайдагы Инженерлык академиясе академиясе Чен Ликуан тәкъдиме белән, Кытай Фәннәр академиясе физика институты Кытайда беренче каты дәүләт ион лабораториясен булдырды һәм литий буенча тикшеренүләрне башлап җибәрде- ион үткәргечләре һәм литий батареялары.1995-нче елда Кытайның беренче литий батареясы Физика институтында, Кытай Фәннәр академиясендә туа.

Шул ук вакытта, 1990-нчы елларда кулланучылар электроникасының үсүе аркасында, Кытай литий батарейкалары берьюлы күтәрелде, һәм "дүрт гигант" барлыкка килде, алар Лишен, BYD, бик һәм ATL.Япония тармак үсешендә алдынгы булса да, исән калу дилеммасы аркасында, Sanyo Electric Panasonicка сатылды, һәм Sony литий батарея бизнесын Мурата җитештерүенә сатты.Базардагы кискен көндәшлектә, Кытайда BYD һәм ATL гына "зур дүрт".

2011 елда, Кытай хакимиятенең субсидия "ак исемлеге" чит ил финанслаучы предприятияләрне япты.Япония башкаласы алганнан соң, ATL шәхесе искерде.Шулай итеп, АТЛга нигез салучы Зенг uqкун электр батареясы бизнесын бәйсез итәргә, Кытай капиталында катнашырга һәм TDK төп компаниясе акцияләрен эретергә ниятләде, ләкин ул рөхсәт алмады.Шулай итеп, Зенг uqкун Нингде чорына нигез салды, һәм оригиналь технология туплауда алга китте һәм кара ат булды.

Технология юлы ягыннан BYD куркынычсыз һәм чыгымлы эффектив литий тимер фосфат батарейкасын сайлый, бу Ниндде чорындагы югары энергия тыгызлыгы литий өченче батареядан аерылып тора.Бу BYD бизнес моделе белән бәйле.Ван Чуанфу, компаниягә нигез салучы, "ахырга кадәр камыш ашау" яклый.Пыяла һәм шиналардан кала, машинаның бүтән өлешләре диярлек җитештерелә һәм сатыла, аннары бәя өстенлеге белән тышкы дөнья белән көндәшлек итә.Шуңа нигезләнеп, BYD озак вакыт эчке базарда икенче урында тора.

Ләкин BYD өстенлеге дә аның көчсезлеге: ул батареялар ясый һәм машиналар сата, бу башка автомобиль җитештерүчеләргә табигый ышанмый һәм көндәшләренә заказ бирүне өстен күрә.Мәсәлән, Тесла, BYD-ның LiFePO4 батарея технологиясе күбрәк тупланган булса да, Нингде чорының шул ук технологиясен сайлый.Ситуацияне үзгәртү өчен, BYD электр батареясын аерырга һәм "пычак батареясын" җибәрергә уйлый.

Реформа һәм ачылганнан бирле, литий батарея - үсеш алган илләр белән таныша алырлык берничә өлкә.Сәбәпләре түбәндәгечә: беренчедән, дәүләт стратегик яклауга зур әһәмият бирә;икенчедән, башларга соң түгел;өченчедән, эчке базар җитәрлек зур;дүртенчедән, омтылган техник белгечләр һәм эшкуарлар төркеме бергәләп эшлиләр.Әгәр дә без Нингде чоры исеме кебек зурайтсак, бу Кытайның икътисади казанышлары һәм Ниндэ чорын формалаштыручы электр машиналары чоры.

Хәзерге вакытта Кытай анод материалларын һәм электролитларны тикшерүдә алга киткән илләрдән артта калмый, ләкин кайбер җитешсезлекләр бар, мәсәлән, литий батарея сепараторы, энергия тыгызлыгы һ.б.Билгеле, көнбатыш, Япония һәм Көньяк Корея технологияләренең туплануы кайбер өстенлекләргә ия.Мәсәлән, Ningde заманы берничә ел глобаль батарея базарында беренче урында торса да, эчке һәм чит ил сәнәгатенең тикшеренү отчетлары әле дә Panasonic һәм LGны беренче урында, Ningde заманы һәм BYD икенче урында.

5 / Йомгаклау
 

Relatedичшиксез, киләчәктә бәйләнешле тикшеренүләрнең алга таба үсеше белән, дөньяда литий батарейкаларын эшкәртү һәм куллану киң перспективага китерәчәк, бу энергия реформасына һәм кеше җәмгыятенең инновацияләренә ярдәм итәчәк, һәм тотрыклы үсешкә яңа этәргеч бирәчәк. икътисад һәм җәмгыять һәм әйләнә-тирә мохитне саклауны көчәйтү.Тармакта әйдәп баручы автомобиль компаниясе буларак, Тесла мәче баласына охшаган.Яңа энергия машиналары үсешен стимуллаштыру белән беррәттән, ул литий батарея базар мохитенә каршы торуда да беренче урында тора.

Зен uqкун бервакыт Тесла белән союздашлыгының эчке тарихын ачты: мускул көн дәвамында бәяләр турында сөйләшә.Моның нәтиҗәсе - Тесла батарея бәясен киметә.Ләкин, шуны әйтергә кирәк: Тесла һәм Нинге чорының Кытай базарында ашыга-ашыга барганда, машина да, батарея да бәя аркасында сыйфат проблемасын санга сукмаска тиеш.Шулай булгач, яхшы ниятләнгән политиканың оригиналь эчке сериясе әһәмияттә бик кимиячәк.

Моннан тыш, аяныч чынбарлык бар.Литий батарея базарында Кытай өстенлек итсә дә, литий тимер фосфат һәм өченче материалларның төп технологияләре һәм патентлары Кытай халкы кулында түгел.Япония белән чагыштырганда, Кытайда литий батареяны тикшерүгә һәм эшкәртүгә кеше һәм капитал салуда зур аерма бар.Бу төп фәнни тикшеренүләрнең мөһимлеген күрсәтә, бу дәүләтнең, фәнни тикшеренү институтларының һәм предприятияләренең озак вакытлы ныклыгына һәм инвестицияләренә бәйле.

Хәзерге вакытта литий батарейкалары литий кобальт оксиды, литий тимер фосфат һәм литий өченче өч буыннан соң өченче буынга таба баралар.Беренче ике буынның төп технологияләре һәм патентлары чит компанияләр белән бүленгәнгә, Кытайның төп өстенлекләре җитми, ләкин ул киләсе буындагы хәлне иртә урнаштыру аша кире кайтара ала.Төп тикшеренүләр һәм эшкәртү, куллану тикшеренүләре һәм батарея материалларын продукт эшкәртү сәнәгый үсеш юлын исәпкә алып, без озак вакытлы сугышка әзер булырга тиеш.

Әйтергә кирәк, Кытайда литий батарейкаларын эшкәртү һәм куллану әле күп проблемалар белән очраша.Мәсәлән, литий батареяны яңа энергия машиналарын кулланганда, кайбер проблемалар бар, мәсәлән, түбән энергия тыгызлыгы, түбән температураның начар эшләве, озак зарядлау вакыты, кыска хезмәт вакыты һ.б.

2019-нчы елдан Кытай батарейкаларның "ак исемлеген" юкка чыгарды, һәм LG һәм Panasonic кебек чит ил предприятияләре Кытай базарына бик тиз урнаштылар.Шул ук вакытта, литий батарейкалар бәясенә басым арту белән, эчке базарда көндәшлек көчәя бара.Бу тиешле предприятияләрне продукт бәясе һәм тизрәк базар реакция сәләте белән тулы конкуренциядә өстенлекне яулап алырга мәҗбүр итәчәк, шулай итеп Кытай литий батарея индустриясен яңартуга һәм өзлексез үсешкә ярдәм итәчәк.