Ујутро 21. априла 2014. мошус је приватним авионом спустио падобран у Пекингу Ћаофу Фангцао и отишао до Министарства науке и технологије Кине на прву станицу да истражи будућност Теслиног уласка у Кину.Министарство науке и технологије је увек охрабривало Теслу, али је овога пута Маск затворио врата и добио следећи одговор: Кина разматра пореску реформу електричних возила.Пре завршетка реформе, модели с ће и даље морати да плаћају тарифу од 25% као и возила на традиционално гориво.

Тако Муск планира да „виче“ кроз самит иноватора у парку штребера.У главној сали концертне дворане Зхонгсхан, на бини су седели Јанг Јуанћинг, Џоу Хонгји, Џанг Јиминг и други.А Муск је чекао иза бине, извадио мобилни телефон и твитовао.Када се зачула музика, кренуо је на сцену, клицујући и аплаузом.Али када се вратио у Сједињене Државе, твитовао је и пожалио се: „У Кини смо као беба која пузи.

Од тада, Тесла је неколико пута био на ивици банкрота, јер је тржиште генерално у паду, а проблем дистоције довео је до полугодишњег циклуса наплате купаца.Као резултат тога, мошус се срушио и чак је пушио марихуану уживо, спавајући у калифорнијској фабрици сваки дан како би пратио напредак.Најбољи начин да се реши проблем капацитета је изградња супер фабрика у Кини.У том циљу, Муск је плакао у свом говору у Хонг Конгу: за кинеске купце, чак је научио да користи вецхат.

Време лети.Мошус је 7. јануара 2020. поново дошао у Шангај и испоручио прву серију кључева домаћег модела 3 власницима кинеских аутомобила у фабрици Тесла Схангхаи Супер.Његове прве речи су биле: Хвала кинеској влади.На лицу места је имао и трљање леђа.Од тада, са наглим смањењем цене домаћег модела 3, многи људи унутар и изван индустрије ужаснуто су рекли: долази крај кинеских нових енергетских возила.

Међутим, у протеклој години, Тесла је доживео инциденте превртања великих размера, укључујући спонтано сагоревање акумулатора, неконтролисање мотора, одлетање светларника, итд. И Теслин став је постао „разуман“ или арогантан.Недавно, због нестанка струје нових аутомобила, Теслу су критиковали централни медији.Релативно говорећи, проблем скупљања Теслиних батерија је веома чест, власници аутомобила на Интернету такође један за другим осуђују глас.

С обзиром на то, државни органи су званично предузели акцију.Недавно су Генерална управа за надзор тржишта и осталих пет одељења интервјуисали Теслу, што се углавном односило на проблеме као што су ненормално убрзање, паљење батерије, даљинска надоградња возила, итд. Као што сви знамо, домаће литијум-гвоздено-фосфатне батерије се у основи користе у домаћем моделу 3. .

Колико је важна литијумска батерија?Гледајући уназад на ток индустријског развоја, да ли Кина заиста схвата основну технологију?Како постићи успех?

1/ Важно оруђе времена

У 20. веку човечанство је створило више богатства него збир претходних 2000 година.Међу њима, наука и технологија се могу сматрати одлучујућом снагом у промовисању глобалне цивилизације и економског развоја.У протеклих сто година, научни и технолошки изуми које су створила људска бића су сјајни као звезде, а за два од њих је признато да имају далекосежан утицај на историјски процес.Први су транзистори, без којих не би било компјутера;други су литијум-јонске батерије, без којих би свет био незамислив.

Данас се литијумске батерије користе у милијардама мобилних телефона, лаптопова и других електронских производа сваке године, као и милионима нових енергетских возила, па чак и свим преносивим уређајима на земљи којима је потребно пуњење.Поред тога, са појавом револуције нових енергетских возила и стварањем више мобилних уређаја, индустрија литијумских батерија ће имати светлу будућност.На пример, годишња вредност производње само ћелија литијумских батерија достигла је 200 милијарди јуана, а будућност је пред вратима.

Планови и распореди за будућу елиминацију возила на гориво које су формулисале различите земље света такође ће бити „шлаг на торту“.Најранији је Норвешка 2025., а Сједињене Државе, Јапан и многе европске земље око 2035. Кина нема јасан временски план.Ако у будућности не буде нове технологије, индустрија литијумских батерија ће наставити да цвета деценијама.Може се рећи да ко год поседује основну технологију литијумске батерије значи да има жезло да доминира индустријом.

Западноевропске земље поставиле су распоред за постепено укидање возила на гориво

Током година, Европа и Сједињене Државе, Кина, Јапан и Јужна Кореја покренуле су жестоку конкуренцију, па чак и препирку у области литијумских батерија, укључујући многе познате научнике, многе врхунске универзитете и истраживачке институције, као и гиганте и конзорцијуме капитала у нафтна, хемијска, аутомобилска, научна и технолошка индустрија.Ко би рекао да је развојни пут светске индустрије литијумских батерија исти као и полупроводничких: настао је у Европи и Сједињеним Државама, јачи од Јапана и Јужне Кореје, да би коначно постао под доминацијом Кине.

Током 1970-их и 1980-их, технологија литијумских батерија је настала у Европи и Америци.Касније су Американци сукцесивно измислили литијум кобалт оксид, литијум манган оксид и литијум гвожђе фосфатне батерије, које су преузеле водећу улогу у индустрији.Јапан је 1991. године први индустријализовао литијум-јонске батерије, али је онда тржиште наставило да се смањује.Јужна Кореја се, с друге стране, ослања на државу да је погура напред.Истовремено, уз снажну подршку владе, Кина је корак по корак учинила индустрију литијумских батерија првом у свету.

У еволуцији индустрије литијумских батерија, Европа, Америка и Јапан су одиграли важну улогу у промовисању технологије.Године 2019. Нобелову награду за хемију добили су амерички научници Џон Гудинаф, Стенли Вајтингем и јапански научник Јошино као признање за њихов допринос истраживању и развоју литијум-јонских батерија.Пошто су научници из Сједињених Држава и Јапана добили Нобелову награду, може ли Кина заиста преузети водећу улогу у основној технологији литијумских батерија?

2/ Колевка литијумске батерије 

Развој глобалне технологије литијумских батерија треба да прати дуг пут.Почетком 1970-их, као одговор на нафтну кризу, Еккон је основао истраживачку лабораторију у Њу Џерсију, привлачећи велики број врхунских талената у физици и хемији, укључујући Стенлија Вајтингема, постдокторског сарадника из електрохемије чврстог стања на Универзитету Станфорд.Њен циљ је реконструкција новог енергетског решења, односно развој нове генерације пуњивих батерија.

Истовремено, Белл Лабс је формирао тим хемичара и физичара са Универзитета Станфорд.Две стране су покренуле изузетно жестоку конкуренцију у истраживању и развоју батерија следеће генерације.Чак и ако је истраживање повезано, „новац није проблем.“.После скоро пет година веома поверљивог истраживања, Вајтингем и његов тим су први развили прву на свету пуњиву литијум-јонску батерију.

Ова литијумска батерија креативно користи титанијум сулфид као катодни материјал и литијум као анодни материјал.Има предности мале тежине, великог капацитета и нема меморијског ефекта.Истовремено, он одбацује недостатке претходне батерије, за шта се може рећи да је квалитативни скок.Године 1976. Еккон је пријавио први патент за проналазак литијумских батерија на свету, али није имао користи од индустријализације.Међутим, то не утиче на Вајтингемову репутацију као „оца литијума” и његов статус у свету.

Иако је Вајтингемов проналазак инспирисао индустрију, сагоревање пуњења батерије и унутрашње дробљење увелико су узнемирили тим, укључујући и Гудинаф.Стога су он и два постдокторска асистента наставили да систематски истражују периодни систем.Године 1980. коначно су одлучили да је најбољи материјал кобалт.Литијум кобалт оксид, који се може користити као катода литијум-јонских батерија, далеко је супериорнији од свих других материјала у то време и брзо је заузео тржиште.

Од тада је технологија људских батерија направила значајан корак напред.Шта би се десило без литијум кобалтита?Укратко, зашто је „велики мобилни телефон“ био тако велик и тежак?То је зато што нема литијум-кобалт батерије.Међутим, иако литијум-кобалт оксид батерија има многе предности, њени недостаци су изложени након широке примене, укључујући високу цену, лошу отпорност на прекомерно пуњење и перформансе циклуса, и озбиљно загађење отпадом.

Тако су Гоодинав и његов ученик Мике Тхацкераи наставили да траже боље материјале.Године 1982. Тхацкераи је изумео пионирску литијум-манганатну батерију.Али убрзо је скочио у Националну лабораторију Аргонне (АНЛ) да проучава литијумске батерије.Гудинаф и његов тим настављају да траже алтернативне материјале, сводећи листу на комбинацију гвожђа и фосфора још једном систематском заменом метала у периодичној табели.

На крају, гвожђе и фосфор нису формирали конфигурацију коју је тим желео, али су формирали другу структуру: после лицоо3 и ЛиМн2О4, званично је рођен трећи катодни материјал за литијум-јонске батерије: ЛиФеПО4.Стога су три најважније позитивне електроде литијум-јонске батерије све рођене у динафовој лабораторији од давнина.Такође је постала колевка литијумских батерија у свету, рођењем поменуте двојице хемичара Нобелове награде.

Године 1996. Универзитет Тексаса је пријавио патент у име Гоодинафове лабораторије.Ово је први основни патент ЛиФеПО4 батерије.Од тада, Мицхелле Арманд, француски научник за литијум, придружила се тиму и пријавила се са динафом за патент технологије ЛиФеПО4 угљеничног премаза, поставши други основни патент ЛиФеПО4.Ова два патента су основни патенти који се ни у ком случају не могу заобићи.

3/ Трансфер технологије

Са развојем примене технологије, постоји хитан проблем који треба решити у негативној електроди литијум-кобалт оксидне батерије, тако да није брзо индустријализована.У то време, литијум метал је коришћен као анодни материјал литијумских батерија.Иако је могао да обезбеди прилично високу густину енергије, било је много проблема, укључујући постепено уситњавање анодног материјала и губитак активности, а раст литијум дендрита могао би да пробије дијафрагму, што је резултирало кратким спојем или чак сагоревањем и експлозијом батерија.

Када је проблем био веома тежак, појавили су се Јапанци.Сони је већ дуго развијао литијумске батерије и посветио је велику пажњу глобалном развоју.Међутим, нема информација о томе када и где је добијена технологија литијум кобалтита.Године 1991. Сони је објавио прву комерцијалну литијум-јонску батерију у историји човечанства и ставио неколико литијум-кобалт оксидних цилиндричних батерија у најновију ццд-тр1 камеру.Од тада, лице светске потрошачке електронике је поново написано.

Јошино је донео ову важну одлуку.Он је био пионир у употреби угљеника (графита) уместо литијума као аноде литијумске батерије и у комбинацији са катодом од литијум кобалт оксида.Ово суштински побољшава капацитет и животни век литијумске батерије и смањује трошкове, што је последња сила за индустријализацију литијумске батерије.Од тада, кинеска и корејска предузећа су се улила у талас индустрије литијумских батерија, а у то време је успостављена нова енергетска технологија (АТЛ).

Због крађе технологије, „савез за права“ који су покренули Универзитет у Тексасу и нека предузећа витлала је мачевима широм света, што је довело до сукоба са патентима у којима су учествовале многе земље и компаније.Док људи и даље мисле да је ЛиФеПО4 најпогоднија батерија за напајање, нови систем катодног материјала који комбинује предности литијум ниобата, литијум кобалта и литијум мангана тихо је рођен у лабораторији у Канади.

У априлу 2001, Јефф Данн, професор физике на Универзитету Далхоус и главни научник 3М групе Канада, изумео је велики комерцијални никл-кобалт-манган тернарни композитни катодни материјал, који је промовисао литијумску батерију да пробије последњи корак уласка на тржиште .Дана 27. априла те године, 3М се пријавио Сједињеним Државама за патент, који је основни основни патент тернарних материјала.То значи да све док је у тернарном систему нико не може да се заобиђе.

Готово у исто време, Национална лабораторија Аргонне (АНЛ) је први пут предложила концепт богатог литијума, и на основу тога измислила троструке материјале богате литијумом и високим садржајем мангана, и успешно се пријавила за патент 2004. А особа задужена за овај технолошки развој је тхацкерел, који је изумео литијум манганат.До 2012. Тесла је почео да избија замах постепеног успона.Муск је понудио неколико пута већу плату да би запослио људе из 3М-овог одељења за истраживање и развој литијумских батерија.

Искористивши ову прилику, 3М је гурнуо чамац дуж струје, усвојио стратегију „људи одлазе, али патентна права остају“, потпуно расформирали одељење батерија и остварили већи профит извозом патената и техничком сарадњом.Патенти су додељени бројним јапанским и корејским предузећима за литијумске батерије као што су Електрон, Панасониц, Хитацхи, Самсунг, ЛГ, Л & Ф и СК, као и катодни материјали као што су Схансхан, Хунан Руикианг и Беида Ксианкиан у Кини. укупно више од десет предузећа.

Анлови патенти су додељени само трима компанијама: БАСФ-у, немачком хемијском гиганту, Тоиода Индустриес, јапанској фабрици катодног материјала и ЛГ-у, јужнокорејској компанији.Касније, око кључне патентне конкуренције тернарних материјала, формирана су два врхунска универзитетска истраживачка савеза.Ово је практично обликовало „урођену“ технолошку снагу предузећа за производњу литијумских батерија на западу, у Јапану и Јужној Кореји, док Кина није много добила.

4/ Успон кинеских предузећа

Пошто Кина није савладала основну технологију, како је прекинула ситуацију?Кинеско истраживање литијумских батерија није прекасно, готово синхронизовано са светом.Крајем 1970-их, по препоруци Чена Ликвана, академика Кинеске академије инжењеринга у Немачкој, Институт за физику Кинеске академије наука основао је прву лабораторију за јоне чврстог стања у Кини и започео истраживање литијум- јонски проводници и литијумске батерије.1995. године у Институту за физику Кинеске академије наука рођена је прва кинеска литијумска батерија.

У исто време, захваљујући успону потрошачке електронике 1990-их, кинеске литијумске батерије су истовремено порасле и појави „четири гиганта“, односно Лисхен, БИД, бицк и АТЛ.Иако је Јапан водио развој индустрије, због дилеме опстанка, Санио Елецтриц је продао Панасонику, а Сони је продао своје пословање са литијумским батеријама Муратиној производњи.У оштрој конкуренцији на тржишту, само БИД и АТЛ су „велика четворка“ у Кини.

Године 2011. субвенција кинеске владе на „белој листи“ блокирала је предузећа која се финансирају из иностранства.Након што га је купио јапански капитал, АТЛ-ов идентитет је застарео.Тако је Зенг Иукун, оснивач АТЛ-а, планирао да осамостали посао са батеријама, пусти кинески капитал да учествује у томе и разводни акције матичне компаније ТДК, али није добио одобрење.Тако је Зенг Иукун основао Нингде еру (цатл) и направио напредак у првобитној акумулацији технологије и постао црни коњ.

У погледу технолошког пута, БИД бира безбедну и исплативу литијум-гвоздено-фосфатну батерију, која се разликује од литијум-тројне батерије велике густине енергије у Нингде ери.Ово је повезано са БИД-овим пословним моделом.Ванг Цхуанфу, оснивач компаније, заговара „једење штапа до краја“.Осим стакла и гума, готово сви остали делови аутомобила се производе и продају сами, а затим се у цени цене надмећу са спољним светом.На основу тога, БИД је већ дуже време чврсто на другом месту на домаћем тржишту.

Али предност БИД-а је и његова слабост: производи батерије и продаје аутомобиле, због чега други произвођачи аутомобила природно немају поверења и више воле да дају наређења конкурентима, а не себи.На пример, Тесла, иако је БИД-ова ЛиФеПО4 технологија батерија акумулирала више, и даље бира исту технологију из Нингде ере.Да би променио ситуацију, БИД планира да одвоји батерију за напајање и лансира „бладе батерију“.

Од реформе и отварања, литијумска батерија је једна од ретких области која може да сустигне развијене земље.Разлози су следећи: прво, држава придаје велики значај стратешкој заштити;друго, није касно за почетак;треће, домаће тржиште је довољно велико;четврто, група амбициозних техничких стручњака и предузетника раде заједно на пробијању.Али ако увећамо, баш као и назив Нингде ере, економска достигнућа Кине и ера електричних возила обликују Нингде еру.

Данас Кина не заостаје за развијеним земљама у истраживању анодних материјала и електролита, али и даље постоје неки недостаци, као што су сепаратор литијумских батерија, густина енергије и тако даље.Очигледно, акумулација технологије Запада, Јапана и Јужне Кореје и даље има неке предности.На пример, иако је Нингде тимес био на првом месту на глобалном тржишту батерија већ неколико година, извештаји о домаћим и страним индустријским истраживањима и даље наводе Панасониц и ЛГ у првом рангу, док су Нингде тимес и БИД на другом рангу.

5. Закључак
 

Несумњиво, са даљим развојем сродних истраживања у будућности, развој и примена литијумских батерија у свету отвориће ширу перспективу, што ће промовисати енергетску реформу и иновације људског друштва, и дати нови замах у одрживи развој. привреде и друштва и јачање заштите животне средине.Као водећа ауто компанија у индустрији, Тесла је као сом.Док стимулише развој нових енергетских возила, такође преузима водећу улогу у изазову тржишног окружења литијумских батерија.

Зенг Јукун је једном открио унутрашњу причу о свом савезу са Теслом: Муск је читав дан причао о цени.Импликација је да Тесла снижава цену батерија.Међутим, треба напоменути да у процесу навале Тесле и Нингде ере на кинеском тржишту, и возило и батерија не би требало да игноришу проблем квалитета због цене.Једном када буде тако, оригинална домаћа серија добронамерних политика ће бити знатно смањена на значају.

Поред тога, постоји суморна реалност.Иако Кина доминира тржиштем литијумских батерија, најважније технологије и патенти литијум гвожђе фосфата и тернарних материјала нису у рукама Кинеза.У поређењу са Јапаном, Кина има велики јаз у људским и капиталним инвестицијама у истраживање и развој литијумских батерија.Ово указује на значај базичних научних истраживања, која зависе од дугорочне истрајности и улагања државе, научноистраживачких институција и предузећа.

Тренутно се литијумске батерије крећу ка трећој генерацији након претходне две генерације литијум кобалт оксида, литијум гвожђе фосфата и литијум тернарног.Како су основне технологије и патенте прве две генерације поделиле стране компаније, Кина нема довољно кључних предности, али би могла да преокрене ситуацију у следећој генерацији раним распоредом.С обзиром на индустријски развојни пут базичног истраживања и развоја, истраживања примене и развоја производа батеријских материјала, требало би да будемо спремни за дугорочни рат.

Треба напоменути да се развој и примена литијумских батерија у Кини још увек суочавају са многим изазовима.На пример, у стварној употреби литијумских батерија нових енергетских возила, још увек постоје неки проблеми, као што су ниска густина енергије, лоше перформансе на ниским температурама, дуго време пуњења, кратак радни век и тако даље.

Кина је од 2019. године укинула „белу листу“ батерија, а стране компаније попут ЛГ-а и Панасоника вратиле су се на кинеско тржиште, са изузетно брзом офанзивом распореда.Истовремено, са све већим притиском на цену литијумских батерија, конкуренција на домаћем тржишту постаје све интензивнија.Ово ће приморати релевантна предузећа да освоје предност у пуној конкуренцији са већим перформансама трошкова производа и бржом способношћу тржишне реакције, како би се промовисала надоградња и континуирани раст кинеске индустрије литијумских батерија.