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JFD:科技创新对于中国锂电产业的现实意义(中)

发布时间:2019-01-11 09:55:02 已有: 人阅读

  在过去数十年里,中国锂电界乃至新能源汽车汽车界最响亮的口号就是“技术创新”和“弯道超车”,其实弯道超车本质上也是技术创新。技术创新对一个行业乃至一个国家发展的重要性不言而喻,大部分国内锂电界同仁坚信,技术创新是中国锂电产业进一步提升的必然选择。那么,我们这里首先要思考的问题就是,科技创新的真正含义是什么?或者说,中国锂电产业能否开展自主技术创新,从而实现产业升级换代和转型?

  笔者在上面谈到,中国当前已经基本具备了知识创新的条件,但这并不是等于说中国现在就在搞知识创新。具体到锂电技术领域,笔者这里请读者思考以下三个问题。

  第一个问题:过去近二十多年,我国锂电界在基本电极材料方面有没有原始创新?很遗憾,答案是否定的,国人在锂电基础材料领域基本上没有发表具有广泛影响或者实质性意义的原创贡献。

  目前实用化的电极材料,绝大部分都是美国人最先报道的或者申请的专利,比如LCO、LMO和LFP这几种正极材料都是德州大学奥斯汀分校的J.B.Goodenough课题组最先报道的,NMC三元材料是3M最早申请的专利。石墨负极材料最早由法国科学家Yazami在1983年报道的,改性天然石墨和人造石墨绝大部分核心专利都掌握在日本三菱化学和日立化成手中。LTO则是由Tackeray在1995年首先报道的,他的另外一个贡献就是在美国阿贡实验室(ANL)发明了富锂锰基固溶体正极材料(OLO)。

  目前锂离子电池所使用的正负极材料、电解质和隔膜材料以及辅助材料,没有任何一种材料是有中国人首先报道或者申请的专利。近两年,湖南杉杉和北大先行改进了高压LCO生产工艺,贝特瑞在石墨负极材料和硅碳复合负极材料方面都有相当的技术进步,这些例子都是中国锂电材料企业在微创新方面的开端。

  第二个问题:有哪一种锂电生产工艺是我们发明的?目前锂电生产的基本工艺流程,跟1991年SONY发明全球第一块锂离子电池的时候差别并不很大,改进的仅仅是具体工艺环节。基于PVDF-HFP的聚合物电池工艺是美国Bellcore公司在1994年商业化的,而SONY则是采用自己的独特的聚合物工艺。

  中国锂电的所有生产工艺都是源自日本和韩国,电池厂家仅仅依据自己的工艺实际情况做了很小的调整而已。严格来讲,国内电芯企业只有ATL/CATL能够在生产工艺领域进行一些微创新,比如ATL将Bellcore的聚合物电芯工艺活学活用,做到了青出于蓝胜于蓝。

  第三个问题:有哪一种锂电材料/电芯生产设备是我们发明或者首创的呢?几乎所有的锂电生产设备,都是日本人首先发明或者开创的。近两年,韩国也开始锂电生产设备上有所创新。国产的设备基本上都是山寨日韩的,结果是现在日韩都不愿意将最先进的生产设备卖给国内电池企业。

  严格就上面这三个方面而言,虽然国内企业整天都在高喊“技术创新”,但是除了ATL/CATL等极个别企业外,中国锂电界在过去的二十年里根本就没有从事过真正意义上的科技创新。很多读者会跟笔者抬杠,我国锂电产业在过去近二十年取得了很大的进步,许多技术填补了国内空白,这么能说我们从来就没有科技创新呢?这就涉及到对“科技创新”的定义问题了,读者朋友如果有兴趣可以去阅读知识产权法。

  其实,“填补国内空白”的潜台词就是,这项技术在国外已经有了,我们现在可以把它山寨出来了。随着电动汽车产业的快速发展,中国锂电产业必然走向世界参与国际竞争,如果在知识产权和技术创新方面不能够理顺的话,前方的道路必然将是艰难坎坷的。在经济全球化的今天,如果我们对科技创新和知识产权的理解还停留在自家的一亩三分地,那无疑是井底之蛙。

  当然了,很多读者同样会说,在过去数年里我国锂电界在科研论文和专利申请两方面都取得了令全世界瞩目的成绩,怎么能够说我国锂电界在过去的二十年里就没有从事过真正意义上的科技创新呢?不错,科学论文和技术专利申请经常被用做衡量一个国家科技创新能力和水平的重要指标。但是这两项指标一旦被冠以“中国特色”,那么问题往往就不那么单纯了。

  单纯就科研论文而言,我国在锂电方面的SCI论文数量在2012年就超过美国称为全球第一了。据不完全统计,2016年SCI所收录的与锂电或者电池相关的英文科技论文,有接近40%是由华人科学家发表的(根据第一作者或者通讯作者统计),华人科学家已经成为全球锂电研究领域最大的群体,相信经常参加国际锂电学术会议的同仁都能明显感受到。

  但是,仔细分析华人过去数十年在锂电或者电池领域所发表的SCI论文就会发现,绝大部分论文都是关于“纳米锂电(包括石墨烯)”、磷酸铁锂这几个“热门”领域,这也就是圈内通常所说的SCI论文“灌水”,而甚少涉及锂电领域关键性或者深层次问题。

  国际锂电泰斗美国J.B.Goofenough、加拿大J.R.Dahn和法国M.Armand教授也多次在国际会议上对于诸如此类的学术不正之风进行过猛烈地抨击。当然这一切都跟当前国内大学和科研院所的业绩考核体制密切相关,相关的问题不在笔者讨论范畴。

  而事实上,除了发表了数量巨大的SCI论文,国内学者在锂电基础材料领域几乎没有发表具有广泛影响或者实质性意义的原创贡献。

  当然有读者会说,中国锂电相关专利近几年呈爆发性增长,我国目前在锂电或者新型化学电源方面的新增专利申请数量专利已经世界第一,当道这还不能说明中国产业界在锂电领域的技术创新能力吗?

  笔者在这里要强调的是,这些专利申请绝大多数是与工艺相关的国内专利,同时申请国际专利(US、WO、EP、JP等)所占比例不到1%,而获得国际专利授权的比例更是微乎其微。有相当研发资历的锂电同仁都知道,工艺专利其实并不具备多少含金量。并且,一项真正具有含金量的专利技术一般会同时申请国内和国际专利,从而能够在广泛范围内保护自己的专有技术,这也是IP领域的国际惯例。

  衡量一项专利的含金量通常有三个基于市场的判断标准,第一,该专利是否在保护期有效阻止竞争对手做同样的产品,从而使创新者获得垄断利益。第二,如果有人试图侵权,该专利是否能作为创新者起诉侵权者的有力武器。第三,创新者从该专利可以获得的专利许可费是多少。如果我们按照这三个标准来来分析众多国内锂电专利的含金量,得到的无疑将是另外一个答案。

  单纯从数量而言,近几年国内在锂电方面不管是研究论文还是专利申请都是成绩喜人,早已超越美国成为世界第一。笔者无意否定我国在锂电研究和产业化方面取得的巨大进步,但是我们务必要要清醒地认识到国内非市场性因素和政府激励政策才是背后的主要原因。

  笔者坚持认为,基于当前锂电全球基本格局,我国锂电产业技术创新的核心主体只能是有一定实力的锂电企业,高校研究所当好参谋,政府做好后勤,国营企业做些公益类事业,如此而已。

  我国锂电产业界在过去近二十年里并没有进行什么严格意义上的科技创新,但是笔者这里要说的是,中国锂电界在过去很长的阶段实际上并没有必要进行技术创新。读者朋友们可能会说,你这话不是前后矛盾吗?其实这并不矛盾。

  任何产业的技术创新或者技术进步总遵循这样一种模式,即首先消耗大量资金、人力和物力进行研发创新,然后利用创新成果所生产出的产品来获取比成本更多的利润。之后,产生的利润一部分又投入到下一轮研发中创新中,如此往复循环。日本锂电产业发展模式,就是很典型的以科技创新和技术进步获取高额利润,从而带动锂电产业整体提升。中国和韩国的锂电产业都是在上世纪末差不多是在同一时期开始发展的,开始的时候都是跟在日本后面当小学生。

  那么问题是中国要赶超锂电老大日本,需要在技术创新上超越对手吗?这个问题的有趣之处在于,答案是否定的。甚至说,中国一点技术创新没有都可以,只要保证日本或者欧美公司创新出的技术或者产品收不回创新的成本就足够了。这样,他们就失去了继续创新下去的动力了,技术创新速度和步伐越来越慢,最后被我们赶上。请注意,笔者这里说的是赶上而不是超越他们。

  那么,用什么办法能够让日本这样的锂电技术老大收不回高昂的研发成本呢?答案其实非常简单,就是山寨+低水平重复建设。笔者这里举个几乎所有中国锂电人都经历过的例子,那就是磷酸铁锂(LFP)材料和LFP动力电池。

  从2005年开始,在科技部和工信部的主导下,中国锂电产业的发展重心放在LFP和LFP动力电池上面,LFP材料和LFP动力电池在中国大地开始火热起来。到2012年高峰时期国内大大小小上百家材料厂在生产LFP材料,近三百家电池厂在生产LFP动力电池。这些材料厂无一例外的都是山寨美国A123,Valance和加拿大Phostech的生产技术,电池厂则是通过解剖A123的电池逆向研究来获取其电池生产技术,当然高薪直接从这三家企业挖人也是必不可少的。

  那么山寨+低水平重复建设的后果是什么呢?如果说2012年年底A123的破产跟我国LFP的发展模式关系还没有直接性的关联的线破产根本原因在于一方面是A123搞动力电池太过超前,美国的纯电动汽车到现在也没完全发展起来。另一方面则是LFP动力电池技术路线根本就不适合纯电动汽车),那么Valance半死不活的现状(中国两个子公司倒闭)和Phostech的悲惨命运(过去数十年里数次濒临破产边缘并三度易主),都是中国LFP发展模式的最直接受害者!

  附带的还有那几家LFP企业也都是在苟延残喘而已,手头上有LFP项目烂掉的国际跨国公司还可以举出很多(比如NTT、BASF、DOW、Dupont等)。

  可以这么说,中国锂电的山寨+低水平重复建设发展模式,基本上摧毁了整个国际LFP产业链。9万元一吨的LFP质量还不错,如此低的成本哪个欧美公司能够承担?这些跨国公司向LiFePO4+CLicensingAG高价购买的专利授权还能收回成本吗?

  当然有看官会说,这个例子比较特殊。那么现在国内在高电压钴酸锂和高端三元材料方面山寨比利时Umicore的策略,是不是有异曲同工之处?其实,类似的例子不仅在锂电电极材料方面,在电芯生产和设备领域更是随处可见举不胜举,过去数十年里被中韩干跨的欧美日本锂电相关企业还有很多,笔者不在赘述。其实,山寨+低水平重复建设的发展模式并非锂电产业特有,在我国制造业领域其实是非常普遍的现象,因为山寨+低水平重复建设实际上是技术扩散的一种表达方式而已。

  中国锂电发展层次低技术力量薄弱,但是可以利用后发优势,数百家锂电企业在后面追赶,倒逼几家日韩大厂不得不压缩利润空间。中国锂电企业的平均利润率一向很低,这一方面蚕食了日韩锂电企业的市场,另一方面同时也进一步压缩了日韩企业的利润空间。

  而中国企业低水平重复建设的成本,比对方技术创新的巨额资金投入则要低得多。诸位看官,你们觉得日本锂电产业在过去数十年里的情形是不是这样的?市场份额是不是越来越小,日子是不是越来越难过了?这都是拜中韩两国所赐,只不过现在已经该轮到韩国锂电界难受了。

  这条路其实是很的,因为这并不是加强我们自己的创新来赶超日韩,而实质上是迫使对方在技术创新上不能回收成本而放缓甚至放弃研发。虽然到最后中国企业也很难在技术上超越对手,不过基本上并驾齐驱还是可以做到的。到那个时候,中国锂电行业的整体水平就提升上来了。

  所以,笔者说的是中国锂电产业可以在技术上赶上日韩,但笔者没有说超越日韩。事实上,中国锂电产业近几年快速发展,基本上就是建立在“山寨”基础之上(技术扩散),跟自主研发和企业自身技术创新几乎没有半毛钱关系(ATL/CATL等个别企业除外)。

  “山寨”的意义,就是充分消化吸收日韩的先进技术,将之适用于中国的国情和市场。笔者这里要强调的是,山寨只是学习,创新才是超越。现实的体制和经济结构决定当下中国本身并没有大规模技术创新能力,而山寨只能追赶而不可能超越,中国锂电界现阶段的整体技术水平并没达到可以创新的层次。

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