Pada pagi hari tanggal 21 April 2014, musk diterjunkan di Beijing Qiaofu Fangcao dengan pesawat pribadi dan pergi ke Kementerian Sains dan Teknologi China untuk perhentian pertama untuk mengeksplorasi masa depan masuknya Tesla ke China.Kementerian sains dan teknologi selalu mendorong Tesla, tetapi kali ini musk menutup pintu dan mendapat balasan berikut: China sedang mempertimbangkan reformasi pajak kendaraan listrik.Sebelum reformasi selesai, model s masih harus membayar tarif 25% seperti kendaraan berbahan bakar tradisional.

Jadi musk berencana untuk "berteriak" melalui KTT inovator geek Park.Di aula utama aula konser Zhongshan, Yang Yuanqing, Zhou Hongyi, Zhang Yiming dan lainnya telah duduk di atas panggung.Dan musk menunggu di belakang panggung, mengeluarkan ponselnya dan tweet.Saat musik terdengar, dia melangkah ke panggung, bersorak dan bertepuk tangan.Tetapi ketika dia kembali ke Amerika Serikat, dia men-tweet dan mengeluh: "di China, kami seperti bayi yang merangkak."

Sejak itu, Tesla beberapa kali berada di ambang kebangkrutan karena pasar umumnya bearish dan masalah distosia telah menyebabkan siklus pengumpulan pelanggan selama setengah tahun.Akibatnya, musk pingsan dan bahkan menghisap mariyuana hidup-hidup, tidur di pabrik California setiap hari untuk memantau perkembangannya.Cara terbaik untuk mengatasi masalah kapasitas adalah dengan membangun pabrik super di China.Untuk tujuan ini, seru Musk dalam pidatonya di Hong Kong: untuk pelanggan China, dia bahkan belajar menggunakan wechat.

Waktu berlalu cepat.Pada 7 Januari 2020, musk kembali datang ke Shanghai dan mengirimkan batch pertama kunci model 3 domestik kepada pemilik mobil China di pabrik Tesla Shanghai Super.Kata-kata pertamanya adalah: Terima kasih kepada pemerintah China.Dia juga melakukan tarian gosok punggung di tempat.Sejak itu, dengan penurunan tajam harga model domestik 3, banyak orang di dalam dan di luar industri mengatakan dengan ngeri: akhir dari kendaraan energi baru China akan datang.

Namun, dalam satu tahun terakhir, Tesla telah mengalami insiden rollover skala besar, termasuk pembakaran spontan baterai, mesin lepas kendali, skylight terbang menjauh, dll. Dan sikap Tesla menjadi "masuk akal" atau sombong.Baru-baru ini, karena mati listrik pada mobil baru, Tesla dikritik oleh media pusat.Secara relatif, masalah penyusutan baterai Tesla sangat umum, pemilik mobil di Internet mencela suara juga satu demi satu.

Mengingat hal tersebut, organ negara secara resmi mengambil tindakan.Baru-baru ini, Administrasi Umum pengawasan pasar dan lima departemen lainnya mewawancarai Tesla, yang terutama melibatkan masalah seperti akselerasi abnormal, kebakaran baterai, peningkatan kendaraan jarak jauh, dll. Seperti yang kita semua tahu, baterai lithium besi fosfat domestik pada dasarnya digunakan dalam model domestik 3 .

Seberapa penting baterai lithium?Melihat kembali perkembangan industri, apakah China benar-benar menguasai teknologi intinya?Bagaimana cara mencapai kesuksesan?

1/ Alat penting pada zaman itu

Pada abad ke-20, umat manusia menciptakan lebih banyak kekayaan daripada jumlah 2000 tahun sebelumnya.Di antara mereka, sains dan teknologi dapat dianggap sebagai kekuatan yang menentukan dalam mempromosikan peradaban global dan pembangunan ekonomi.Dalam seratus tahun terakhir, penemuan ilmiah dan teknologi yang diciptakan oleh manusia sama cemerlangnya dengan bintang, dan dua di antaranya diakui memiliki pengaruh luas dalam proses sejarah.Yang pertama adalah transistor, yang tanpanya tidak akan ada komputer;yang kedua adalah baterai lithium-ion, yang tanpanya dunia tidak akan terbayangkan。

Saat ini, baterai litium telah digunakan di miliaran ponsel, laptop, dan produk elektronik lainnya setiap tahun, serta jutaan kendaraan energi baru, dan bahkan semua perangkat portabel di bumi yang memerlukan pengisian daya.Selain itu, dengan munculnya revolusi kendaraan energi baru dan pembuatan lebih banyak perangkat seluler, industri baterai litium akan memiliki masa depan yang cerah.Misalnya, nilai keluaran tahunan sel baterai lithium saja telah mencapai 200 miliar yuan, dan masa depan sudah dekat.

Rencana dan jadwal penghapusan kendaraan berbahan bakar bakar yang diformulasikan oleh berbagai negara di dunia ke depan juga akan menjadi “icing on the cake”.Yang paling awal adalah Norwegia pada tahun 2025, dan Amerika Serikat, Jepang, dan banyak negara Eropa sekitar tahun 2035. China tidak memiliki rencana waktu yang jelas.Jika tidak ada teknologi baru di masa depan, industri baterai lithium akan terus berkembang selama beberapa dekade.Dapat dikatakan bahwa siapa pun yang memiliki teknologi inti baterai lithium berarti memiliki tongkat untuk mendominasi industri.

Negara-negara Eropa Barat menetapkan jadwal untuk menghapus kendaraan berbahan bakar secara bertahap

Selama bertahun-tahun, Eropa dan Amerika Serikat, Cina, Jepang, dan Korea Selatan telah meluncurkan persaingan sengit dan bahkan perkelahian di bidang baterai lithium, yang melibatkan banyak ilmuwan terkenal, banyak universitas dan lembaga penelitian terkemuka, serta konsorsium raksasa dan modal di industri perminyakan, kimia, mobil, sains dan teknologi.Siapa sangka jalur pengembangan industri baterai lithium global sama dengan semikonduktor: berasal dari Eropa dan Amerika Serikat, lebih kuat dari Jepang dan Korea Selatan, dan akhirnya didominasi oleh China.

Pada 1970-an dan 1980-an, teknologi baterai lithium muncul di Eropa dan Amerika.Belakangan, orang Amerika secara berturut-turut menemukan baterai litium kobalt oksida, litium mangan oksida, dan baterai litium besi fosfat, yang memimpin industri ini.Pada tahun 1991, Jepang adalah yang pertama melakukan industrialisasi baterai lithium-ion, tetapi kemudian pasarnya terus menyusut.Korea Selatan, di sisi lain, mengandalkan negara untuk mendorongnya maju.Pada saat yang sama, dengan dukungan kuat dari pemerintah, China telah menjadikan industri baterai lithium selangkah demi selangkah menjadi yang pertama di dunia.

Dalam evolusi industri baterai lithium, Eropa, Amerika, dan Jepang telah memainkan peran penting dalam mempromosikan teknologi.Pada tahun 2019, Hadiah Nobel bidang kimia diberikan kepada ilmuwan Amerika John goodinaf, Stanley whitingham, dan ilmuwan Jepang Yoshino sebagai pengakuan atas kontribusi mereka dalam penelitian dan pengembangan baterai lithium-ion.Karena ilmuwan dari Amerika Serikat dan Jepang telah memenangkan Hadiah Nobel, dapatkah China benar-benar memimpin dalam teknologi inti baterai litium?

2/ Tempat lahir baterai lithium 

Perkembangan teknologi baterai lithium global memiliki jalur yang panjang untuk diikuti.Pada awal 1970-an, sebagai tanggapan terhadap krisis minyak, Exxon mendirikan laboratorium penelitian di New Jersey, menarik sejumlah besar talenta terbaik di bidang fisika dan kimia, termasuk Stanley Whitingham, seorang postdoctoral fellow dalam solid state electrochemistry di Stanford University.Tujuannya adalah merekonstruksi solusi energi baru, yaitu mengembangkan baterai isi ulang generasi baru.

Pada saat yang sama, Bell Labs telah membentuk tim kimiawan dan fisikawan dari Stanford University.Kedua belah pihak telah meluncurkan persaingan yang sangat sengit dalam penelitian dan pengembangan baterai generasi mendatang.Bahkan jika penelitiannya terkait, "uang bukan masalah.".Setelah hampir lima tahun melakukan penelitian yang sangat rahasia, whitingham dan timnya pertama kali mengembangkan baterai lithium-ion yang dapat diisi ulang pertama di dunia.

Baterai lithium ini secara kreatif menggunakan titanium sulfida sebagai bahan katoda dan lithium sebagai bahan anoda.Ini memiliki kelebihan ringan, kapasitas besar dan tidak ada efek memori.Sekaligus meniadakan kekurangan dari baterai sebelumnya yang bisa dikatakan sebagai lompatan kualitatif.Pada tahun 1976, Exxon mengajukan paten penemuan baterai litium pertama di dunia, tetapi tidak mendapat manfaat dari industrialisasi.Namun, hal ini tidak mempengaruhi reputasi whitingham sebagai "bapak litium" dan statusnya di dunia.

Meskipun penemuan Whitingham menginspirasi industri, pembakaran pengisian baterai dan penghancuran internal sangat mengganggu tim, termasuk gudinaf.Oleh karena itu, ia dan dua asisten postdoctoral terus mengeksplorasi tabel periodik secara sistematis.Pada tahun 1980, mereka akhirnya memutuskan bahwa bahan terbaik adalah kobalt.Litium kobalt oksida, yang dapat digunakan sebagai katoda baterai litium-ion, jauh lebih unggul dari bahan lain mana pun pada saat itu dan dengan cepat menduduki pasar.

Sejak itu, teknologi baterai manusia telah mengambil langkah maju yang substansial.Apa yang akan terjadi tanpa litium kobaltit?Singkatnya, mengapa "ponsel besar" begitu besar dan berat?Itu karena tidak ada baterai lithium kobalt.Namun, meskipun baterai litium kobalt oksida memiliki banyak keuntungan, kerugiannya terungkap setelah aplikasi skala besar, termasuk biaya tinggi, ketahanan pengisian berlebih yang buruk, dan kinerja siklus, serta polusi limbah yang serius.

Jadi goodinav dan muridnya Mike Thackeray terus mencari materi yang lebih baik.Pada tahun 1982, Thackeray menemukan baterai lithium manganate perintis.Namun tak lama kemudian, dia terjun ke Argonne National Laboratory (ANL) untuk mempelajari baterai lithium.Dan goodinaf dan timnya terus mencari bahan alternatif, mengurangi daftar menjadi kombinasi besi dan fosfor dengan sekali lagi secara sistematis menukar logam dalam tabel periodik.

Pada akhirnya, besi dan fosfor tidak membentuk konfigurasi yang diinginkan tim, tetapi membentuk struktur lain: setelah licoo3 dan LiMn2O4, bahan katoda ketiga untuk baterai lithium-ion secara resmi lahir: LiFePO4.Oleh karena itu, tiga elektroda positif baterai lithium-ion terpenting semuanya lahir di laboratorium dinaf sejak zaman kuno.Itu juga menjadi tempat lahir baterai lithium di dunia, dengan lahirnya dua ahli kimia Hadiah Nobel yang disebutkan di atas.

Pada tahun 1996, Universitas Texas mengajukan paten atas nama laboratorium Goodinaf.Ini adalah paten dasar pertama baterai LiFePO4.Sejak saat itu, Michelle Armand, seorang ilmuwan litium Prancis, telah bergabung dengan tim dan mengajukan permohonan dengan dinaf untuk paten teknologi lapisan karbon LiFePO4, menjadi paten dasar kedua LiFePO4.Kedua paten ini adalah paten inti yang tidak dapat dilewati dalam hal apa pun.

3/ Alih teknologi

Dengan perkembangan aplikasi teknologi, ada masalah mendesak yang harus dipecahkan pada elektroda negatif baterai lithium kobalt oksida, sehingga belum diindustrialisasi dengan cepat.Saat itu, logam litium digunakan sebagai bahan anoda baterai litium.Meskipun dapat memberikan kepadatan energi yang cukup tinggi, ada banyak masalah, termasuk bubuk bahan anoda secara bertahap dan hilangnya aktivitas, dan pertumbuhan dendrit litium dapat menembus diafragma, mengakibatkan korsleting atau bahkan pembakaran dan ledakan. baterai.

Ketika masalahnya sangat sulit, orang Jepang muncul.Sony telah mengembangkan baterai litium sejak lama, dan sangat memperhatikan perkembangan global.Namun, tidak ada informasi kapan dan di mana teknologi lithium cobaltite diperoleh.Pada tahun 1991, Sony merilis baterai lithium-ion komersial pertama dalam sejarah manusia, dan memasukkan beberapa baterai silinder oksida kobalt lithium ke dalam kamera ccd-tr1 terbaru.Sejak itu, wajah elektronik konsumen dunia telah ditulis ulang.

Yoshino-lah yang membuat keputusan penting ini.Dia memelopori penggunaan karbon (grafit) sebagai pengganti litium sebagai anoda baterai litium, dan menggabungkannya dengan katoda litium kobalt oksida.Ini pada dasarnya meningkatkan kapasitas dan masa pakai baterai litium, dan mengurangi biaya, yang merupakan kekuatan terakhir untuk industrialisasi baterai litium.Sejak itu, perusahaan China dan Korea telah memasuki gelombang industri baterai lithium, dan teknologi energi baru (ATL) didirikan saat ini.

Karena pencurian teknologi, “aliansi hak” yang diprakarsai oleh University of Texas dan beberapa perusahaan telah mengayunkan pedang di seluruh dunia, mengakibatkan pertikaian paten yang melibatkan banyak negara dan perusahaan.Sementara orang masih berpikir bahwa LiFePO4 adalah baterai daya yang paling cocok, sistem bahan katoda baru yang menggabungkan keunggulan lithium niobate, kobalt lithium, dan mangan lithium diam-diam lahir di laboratorium di Kanada.

Pada bulan April 2001, Jeff Dann, Profesor fisika di Universitas Dalhous dan kepala ilmuwan dari kelompok 3M Kanada, menemukan bahan katoda komposit terner nikel kobalt mangan komersial skala besar, yang mempromosikan baterai lithium untuk menerobos langkah terakhir memasuki pasar. .Pada tanggal 27 April tahun itu, 3M mengajukan paten ke Amerika Serikat, yang merupakan paten inti dasar dari bahan terner.Artinya selama dalam sistem ternary, tidak ada yang bisa berkeliling.

Hampir pada saat yang sama, Argonne National Laboratory (ANL) pertama kali mengusulkan konsep litium kaya, dan atas dasar ini, menemukan bahan terner berlapis kaya litium dan mangan tinggi, dan berhasil mengajukan paten pada tahun 2004. Dan orang yang bertanggung jawab atas perkembangan teknologi ini adalah thackerel, yang menemukan lithium manganat.Hingga tahun 2012, Tesla mulai mendobrak momentum kenaikan bertahap.Musk menawarkan beberapa kali gaji tinggi untuk merekrut orang dari departemen Litbang baterai lithium 3M.

Mengambil kesempatan ini, 3M mendorong perahu mengikuti arus, mengadopsi strategi "orang pergi, tetapi hak paten tetap ada", sepenuhnya membubarkan departemen baterai, dan menghasilkan keuntungan lebih tinggi dengan mengekspor paten dan kerjasama teknis.Paten diberikan kepada sejumlah perusahaan baterai lithium Jepang dan Korea seperti Elektron, Panasonic, Hitachi, Samsung, LG, L & F dan SK, serta bahan katoda seperti Shanshan, Hunan Ruixiang dan Beida Xianxian di China. lebih dari sepuluh perusahaan secara total.

Paten Anl hanya diberikan kepada tiga perusahaan: BASF, raksasa kimia Jerman, industri Toyoda, pabrik bahan katoda Jepang, dan LG, perusahaan Korea Selatan.Belakangan, di sekitar kompetisi paten inti bahan ternary, dua aliansi riset universitas industri teratas dibentuk.Ini sebenarnya telah membentuk kekuatan teknologi "bawaan" dari perusahaan baterai lithium di barat, Jepang, dan Korea Selatan, sementara China belum memperoleh banyak keuntungan.

4/ Bangkitnya Perusahaan Cina

Karena China belum menguasai teknologi intinya, bagaimana cara memecahkan situasi tersebut?Penelitian baterai lithium China belum terlambat, hampir sinkron dengan dunia.Pada akhir 1970-an, di bawah rekomendasi Chen Liquan, seorang akademisi dari Akademi Teknik Cina di Jerman, Institut fisika Akademi Ilmu Pengetahuan Cina mendirikan laboratorium ion keadaan padat pertama di Cina, dan memulai penelitian tentang litium- konduktor ion dan baterai lithium.Pada tahun 1995, baterai lithium pertama China lahir di Institut Fisika, Akademi Ilmu Pengetahuan China.

Pada saat yang sama, berkat kebangkitan elektronik konsumen pada 1990-an, baterai lithium China meningkat secara bersamaan, dan munculnya "empat raksasa", yaitu Lishen, BYD, bick, dan ATL.Meskipun Jepang memimpin pengembangan industri, karena dilema bertahan hidup, Sanyo Electric dijual ke Panasonic, dan Sony menjual bisnis baterai lithiumnya ke produksi Murata.Dalam persaingan sengit di pasar, hanya BYD dan ATL yang menjadi "empat besar" di China.

Pada tahun 2011, “daftar putih” subsidi pemerintah China memblokir perusahaan-perusahaan yang didanai asing.Setelah diakuisisi oleh modal Jepang, identitas ATL menjadi ketinggalan zaman.Maka Zeng Yuqun, pendiri ATL, berencana untuk membuat bisnis baterai listrik mandiri, membiarkan modal China berpartisipasi di dalamnya, dan mencairkan saham perusahaan induk TDK, tetapi dia tidak mendapat persetujuan.Jadi Zeng Yuqun mendirikan era Ningde (catl), dan membuat kemajuan dalam akumulasi teknologi asli, dan menjadi kuda hitam.

Dalam hal jalur teknologi, BYD memilih baterai lithium besi fosfat yang aman dan hemat biaya, yang berbeda dari baterai terner lithium dengan kepadatan energi tinggi di era Ningde.Ini terkait dengan model bisnis BYD.Wang Chuanfu, pendiri perusahaan, menganjurkan "makan tongkat sampai habis".Selain kaca dan ban, hampir semua bagian lain dari sebuah mobil diproduksi dan dijual sendiri, kemudian bersaing dengan dunia luar dengan keunggulan harga.Berdasarkan hal tersebut, BYD telah lama menempati posisi kedua di pasar domestik.

Namun keunggulan BYD juga merupakan kelemahannya: membuat baterai dan menjual mobil, yang membuat pabrikan mobil lain secara alami tidak percaya dan lebih suka memberi perintah kepada pesaing daripada diri mereka sendiri.Misalnya, Tesla, meski teknologi baterai LiFePO4 BYD sudah terkumpul lebih banyak, tetap memilih teknologi yang sama di era Ningde.Untuk mengubah keadaan, BYD berencana untuk memisahkan baterai daya dan meluncurkan "baterai blade".

Sejak reformasi dan keterbukaan, baterai lithium adalah salah satu dari sedikit bidang yang dapat mengejar negara maju.Alasannya adalah sebagai berikut: pertama, negara sangat mementingkan perlindungan strategis;kedua, belum terlambat untuk memulai;ketiga, pasar dalam negeri cukup besar;keempat, sekelompok calon ahli teknis dan pengusaha bekerja sama untuk menerobos.Namun jika kita perbesar, seperti namanya era Ningde, pencapaian ekonomi China dan era kendaraan listriklah yang membentuk era Ningde.

Saat ini China tidak ketinggalan dari negara maju dalam penelitian bahan anoda dan elektrolit, namun masih terdapat beberapa kekurangan, seperti separator baterai lithium, densitas energi dan sebagainya.Jelas, akumulasi teknologi dari barat, Jepang, dan Korea Selatan masih memiliki beberapa keunggulan.Misalnya, meskipun Ningde Times telah menduduki peringkat pertama di pasar baterai global selama beberapa tahun, laporan penelitian industri dalam dan luar negeri masih mencantumkan Panasonic dan LG di peringkat pertama, sedangkan Ningde Times dan BYD berada di peringkat kedua.

5. Kesimpulan
 

Tidak diragukan lagi, dengan pengembangan lebih lanjut dari penelitian terkait di masa depan, pengembangan dan penerapan baterai lithium di dunia akan mengantarkan prospek yang lebih luas, yang akan mendorong reformasi energi dan inovasi masyarakat manusia, dan menyuntikkan momentum baru ke dalam pembangunan berkelanjutan. ekonomi dan masyarakat dan memperkuat perlindungan lingkungan.Sebagai perusahaan otomotif terkemuka di industrinya, Tesla seperti ikan lele.Sambil merangsang pengembangan kendaraan energi baru, itu juga memimpin dalam menantang lingkungan pasar baterai lithium.

Zeng Yuqun pernah mengungkapkan kisah di dalam aliansinya dengan Tesla: musk telah berbicara tentang biaya sepanjang hari.Implikasinya adalah Tesla menekan biaya baterai.Namun, perlu dicatat bahwa dalam proses serbuan era Tesla dan Ningde di pasar China, baik kendaraan maupun baterai tidak boleh mengabaikan masalah kualitas karena biaya.Begitu demikian, serangkaian kebijakan domestik asli yang bermaksud baik akan sangat berkurang signifikansinya.

Selain itu, ada kenyataan suram.Meskipun China mendominasi pasar baterai lithium, sebagian besar teknologi inti dan paten bahan lithium iron phosphate dan ternary tidak berada di tangan rakyat China.Jika dibandingkan dengan Jepang, Cina memiliki kesenjangan besar dalam investasi manusia dan modal dalam penelitian dan pengembangan baterai lithium.Ini menyoroti pentingnya penelitian ilmiah dasar, yang bergantung pada kegigihan jangka panjang dan investasi negara, lembaga penelitian ilmiah, dan perusahaan.

Saat ini, baterai litium bergerak menuju generasi ketiga setelah dua generasi sebelumnya litium kobalt oksida, litium besi fosfat, dan litium terner.Karena teknologi inti dan paten dari dua generasi pertama telah dibagi oleh perusahaan asing, China tidak memiliki keunggulan inti yang cukup, tetapi mungkin dapat membalikkan situasi pada generasi berikutnya melalui tata letak awal.Mengingat jalur pengembangan industri penelitian dan pengembangan dasar, penelitian aplikasi dan pengembangan produk bahan baterai, kita harus bersiap untuk perang jangka panjang.

Perlu dicatat bahwa pengembangan dan penerapan baterai litium di China masih menghadapi banyak tantangan.Misalnya, dalam penggunaan kendaraan energi baru baterai lithium yang sebenarnya, masih ada beberapa masalah, seperti kepadatan energi yang rendah, kinerja suhu rendah yang buruk, waktu pengisian yang lama, masa pakai yang singkat, dan sebagainya.

Sejak 2019, China telah membatalkan "daftar putih" baterai, dan perusahaan asing seperti LG dan Panasonic telah kembali ke pasar China, dengan serangan tata letak yang sangat cepat.Pada saat yang sama, dengan meningkatnya tekanan pada harga baterai lithium, persaingan di pasar domestik menjadi semakin ketat.Ini akan memaksa perusahaan terkait untuk memenangkan keunggulan dalam persaingan penuh dengan kinerja biaya produk yang lebih tinggi dan kemampuan reaksi pasar yang lebih cepat, sehingga dapat mempromosikan peningkatan dan pertumbuhan berkelanjutan industri baterai lithium China.