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美国A123破产和Tesla电动跑车热销给我国EV电池的启示陈立泉清洁能源中心中科院物锂研究所2013.07.06江苏张家港2012年10月16日，世界“领先”的电动汽车锂离子电池生产商，美国A123公司宣布，由于无法偿还到期债务，已经向特拉华州破产法院申请破产保护。美国A123公司破产2002年，由包括MIT和Cornell的研究人员的4人成立，美国能源部给了启动资金$10万元。在美丽预言的“诱惑”之下，包括摩托罗拉、奇异、Qualcomm、P&G、通用电气、高通、红杉资本等纷纷投资。2007年，总员工数达到250人，总资产超过1亿美元，2009年8月，A123就收到了美国能源部先进技术汽车生产贷款项目拨付的2.49亿美元。2009年9月纳斯达克上市，筹资3.7亿美元。凭借强大的资本运作和市场推广，快速超越老牌电池企业，市值一度高达26亿美元。2012年全球员工数量超过2000。美国能源部部长朱棣文2011年参加由A123公司举办的电池系统展览朱棣文赞扬A123是“企业、政府、学术界完美合作典范”。在2011年A123位于密歇根州利沃尼亚市的新电池厂落成仪式上，奥巴马说:“我希望未来当人们掀开自己电动汽车的舱盖时，将看到引擎和电池上写着‘美国制造’”。然而，好景不长，A123的问题不断暴露。最致命的，是成本问题，尽管有菲斯克汽车这样的大订单，但A123一直都没有实现扭亏。“因为制造这些产品的费用比卖给用户收回的钱还多。每卖一块电池，就增加一笔亏损。卖得越多，亏得越多。”A123的营业收入增长是一条漂亮的上扬曲线，从06年的3435万美元，到09年的9105万美元，到11年的近1.6亿美元，年均30~40%的增长速度非常令人瞩目。但是A123的问题出在，营业收入增长很快，而成本开销增长更快。06年3435万的营业收入带来了1600万的净亏损，09年的销售为9105万，而同年净亏损高达8660万，10年的销售额不到1亿美金，而净亏损就高达1.5亿美金。11年亏损近2.6亿美元。尽管A123获得了美国政府2.49亿美元的补助，以及州政府间接补助的1.4亿美元。然而，获得补贴的附加条件是，承诺在美国国内创造3.8万个新工作职位，包括在旗下工厂中提供5900个就业岗位。A123不得不使用这些资金拼命扩张产能，大量招聘新员工，大量建设生产线。靠着高昂的政府补助和大量借款维持现金流的公司是岌岌可危的，一批债券的付息日来临成为压倒这个电池先行者的最后一根稻草。A123为什么破产？新技术的市场化和实用化是如此之难.搞研究只要有一个地方出彩就可以发表论文;搞工程研究则需要各个环节都没问题,但成本问题?产业化就更难了有无数的因素要考虑(成品率…..);产品出来了，市场在哪儿？谁去推销？论文≠技术≠产品≠市场A123产品主要是EV用磷酸铁锂电池。美国市场电动车需求低迷，导致EV电池的产能过剩。A123公司试图发展电网储能电池和汽车启动电池，这些产品的市场更是处于雏形，盈利遥不可及。产品单一A123产品质量不稳定，2012年3月耗资5500万美元召回有缺陷的电池。中日韩的锂电池性价比高，更具竞争力,不仅主导了各自国内锂离子动力电池市场，也将触角延伸至欧美等传统汽车制造强国。性价比低Tesla电动跑车热销美国Tesla汽车公司最近对外高调宣布：今年第一季度生产的TeslaModelS电动汽车销量达4750辆，第一季度首次取得盈利（盈利1120万美元）。2013年1-5月份，特斯拉ModelS车型共销售了8850辆，超过了出身于传统汽油车企业的日产聆风电动车(同期销量为1236辆)和丰田普锐斯电动车(3630辆)。特斯拉为车辆选择的电池是原本用于电脑和手机等小型电器的18650型电池。Tesla用什么电池？Design:69P99S(69cellx99block)Totalnumberofcell:6831pcs2.2Ah18650Energydensity:152Ahx366V=appx55.6KWhByweight:55600Wh/366.8kg=151.8Wh/kgByvolume:55600Wh/365L=152.6Wh/LTeslaModelS用18650型电芯﹥8000只配置电池容量和车辆售价：40KWh(49900USD/30.9万RMB)60KWh(59900USD/37.1万RMB)85KWh(69900USD/43.3万RMB)Tesla的电池(Ni基)价格:320-420美元/KWh，A123电池(LFP)的价格:1000-1500美元/KWh价廉力推换电的以色列公司BetterPlace破产不久，马斯克就高调演示换电技术。演示现场，一辆特斯拉ModelS停在展示区内，司机坐在车内，机器自动将位于车辆底盘的电池移除，并换上一个满电的电池组。同时，一名特斯拉的工作人员在一旁为一台汽油车加油——马斯克声称这是“加州最快的加油站”。在1分33秒时，ModelS换电已经完成，而汽油车仍在加油。93秒钟换电池对我国的启示之一我国锂电产业如何可持续发展？中国中国中国公司产量(MCell）产值（MUS＄）均价(US＄/Cell）三洋—松下105024002.29Sony54013002.41日立1503302.20三星110022002.00LG76020002.63BAK1953501.79BYD1402201.57LISHEN2555001.96ATL2205502.502012年中日韩Li-Ion产量、产值和均价2.32.321.96韩国锂电市场为何快速超越日本？•日本信息技术综合研究所副社长竹下秀夫指出：“以全球最高品质、最低成本、最快速度供货的是韩国LG,它的单位电池容量的生产线速度是日本AESC(AutomotiveEnergySupply)的2倍以上。•便携产品用“18650”方面，韩国厂商的制造速度也是日本厂商的2倍，在汽车电池领域似乎也存在这一差距”。（在2009年11月24日举行的研讨会“AUTOMOTIVETECHNOLOGYDAY2009autumn”上的演讲）、（竹下的论文“电动汽车/混合动力车用锂离子充电电池的市场动向”。韩国借鉴半导体工业经验尽管在需要最尖端技术之处还难以使用韩国国产装置，但模仿日本和欧美的装置然后由国内生产便宜装置的战略却广泛推广到半导体、液晶面板甚至机床领域。历史又在锂电产业重演……。日本的策略要不断开发新材料，改变基本技术参数，使韩国厂商难以赶上。“万幸的是”，被称作第一代的现有电动汽车用锂离子电池在性能和成本方面都远远满足不了需要，亟需进行技术革新。日本厂商只有加快研究开发采用第1.5代和第2代新材料的充电电池这一条路可走。（竹下）日本向韩国学习逆向追赶日本厂商仍希望能够有某种方法让后起厂商的追赶速度下降，多少给自己留些余地。为此关键是采取电极材料黑盒子化等措施以使后起厂商难以模仿。如果说日本厂商在新材料开发等技术革新中占有优势的话，那么就应该承认韩国厂商则在另一种革新——降低成本中占有优势，日本厂商向韩国厂商学习的逆向追赶也非常重要。中国怎么办？既学日本，又学韩国。在材料上原始创新，孕育和催生“中国范儿”的电池。在电池技术上创新，提高效率和质量。中国锂电能否最终胜出取决于其技术竞争力、资金投入和战略规划。在没有先进材料、核心技术和市场支持的情况下，以政府补贴来激励企业扩大产能是不可取的。只能导致低挡产品的产能过剩！补贴创新我国如何发展电动汽车动力电池？对我国的启示之二到2015年能量密度150Wh/kg循环寿命（模块）2000次或10年成本2元/Wh到2020年能量密度300Wh/kg循环寿命?(3000次)成本1.5元/Wh现有材料改性创新材料2012.6.28，国务院下发《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》节能与新能源汽车发展规划2011-2020锂离子电池现有正极材料材料结构电压(V)容量mAh/g)电池能量密度(Wh/kg)LiCoO2层状3.8140180LiMn2O4尖晶石4.0100100Li(NiCoMn)1/3O2层状3.8150170LiFePO4橄榄石3.4145130怎样利用现有材料和发现新的正极材料？18650型电芯生产工艺是最成熟的，将安全隐患降到了最低程度。18650电芯的重量能量密度很容易超过200Wh/Kg。18650电芯生产成本最低。同时满足EV动力电池的三个要求：安全、能量密度高、廉价。采用小容量电芯266Wh/kg能量密度世界上没有绝对安全的电池电池是能量的载体，有能量就有危险，本质上就存在不安全因素。100Ah锂离子电池仅存储的电能相当于308.5克TNT的能量。该能量存在于一个容器内，仅相距20微米。能量受控就安全，失控就危险。电池内短路造成“热失控”，是引发电池发生危险事故的主要原因。安全性随使用循环变坏。使用时间越长危险越大。安全性赛恩斯：“本征安全性”1、最小容量电芯：其能量限制为单独使用或存放时若发生燃烧或爆炸不足以产生严重后果。2、在电池模块中，一个最小容量电芯若发生燃烧或爆炸，不会引起其他电芯连锁燃烧或爆炸。同时具有以上两点的电芯称其具有本征安全性李革臣原创，此处有修改安全性赛恩斯超大容量动力锂电池制造专利技术赛恩斯Tesla的电池(Ni基)价格:320-420美元/KWh售价约合2.0-2.6元RMB/Whvs2015年电池模块成本2.0元RMB/Wh成本低廉0.0%20.0%40.0%60.0%80.0%100.0%120.0%1234567容量行驶年限(year)电池模块容量保持率（1.2KWh）平均容量保持率预测趋势线75.4%87.8%95%98%赛恩斯电池模块循环性电芯“大”“小”之争,是EV发展路线之争。下一代硅基锂离子电池下一代聚合物锂电池金属锂/PEO/LFP200Wh/kg谢谢！