E229|从手工作坊到全球第一:中国动力电池逆袭史
为什么这期值得听
三个关键拐点:政策如何"创造"一个产业
如果要理解中国动力电池产业今天的地位,有三个时间节点绕不开。
2009 年,"十城千辆"项目启动。当时最大的问题不是技术不成熟,而是根本没有需求。没有消费者、没有市场、没有人愿意投入。政府在十个城市用补贴硬生生创造了需求——公交车、出租车率先电动化。这个需求一旦被创造起来,就吸引了各行各业的人开始加入。正如《三联生活周刊》记者张从志在节目中所说:"只有这些人、这些企业进来之后,后面的技术在这个生态里面的创新才有可能发展起来。"
2015 年,工信部出台"白名单"政策。这是被三位嘉宾一致认为最关键的一个节点。白名单规定:只有装备本土电池的新能源车才能拿到补贴。Panasonic、LG、Samsung SDI 全部被排除在补贴体系之外。TDK Ventures 投资人何倩然博士在节目中指出,当时的补贴力度"差不多每千瓦时能够补贴到快 400 美金的样子"。作为对比,美国 2022 年通过的通胀法案(IRA),补贴力度不够、持续仅两年、特朗普上台后大部分被取消——"美国就缺少像中国当年有连续性的这样一个补贴政策"。
2023 年,第 2000 万辆新能源汽车下线。从第 1000 万辆到第 2000 万辆,仅用了 17 个月。同年中国整车出口量超过日本,成为世界第一。消费者和从业者终于确信:电动汽车已经是成熟产品。宁德时代(CATL)持续占据全球榜首,一个"一超多强"的竞争格局从此确立。
手搓时代:穷出来的工程智慧
如果用一个词来概括中国动力电池产业的早期,三位嘉宾都同意一个词——"狼狈"。
王传福创业时,日本的全自动化电池产线一条要 500 万美金,买不起。他的解决方案令人难以置信:用大量工人替代自动化设备,人工加夹具,半人工半机械。整条产线最终只花了 14 万美金。当时的工人月薪才 60 美金——何倩然补充道:"想一下现在美国一个工人、一个 engineer,可能时薪就 60 美金。"
更绝的是干燥工序。日本工厂需要专门的干燥室——比亚迪没钱建,就做一个密封小盒子,里面放干燥剂,工人把手伸进去操作。就是用这种"听起来不是特别可靠"的方法,比亚迪居然拿到了摩托罗拉的订单——这本身就证明其良率和质量达到了国际标准。
另一边,曾毓群的故事同样典型。ATL 花了 100 万美金从美国贝尔实验室购买锂离子电池技术授权。拿回来发现不能用——有产气问题。当时贝尔实验室授权了 20 多家公司,其他人试一试不行就放弃了。"但是呢,因为我们就是穷啊——100 万 means a lot,真的是个大钱,我们不能放弃。"曾毓群带着兄弟们砸锅卖铁攻克了这个核心技术挑战,ATL 成了全球第一个真正商业化锂离子电池的公司,后来才赢得了苹果等客户的信任。
手动的意外收获:拆解产线就是拆解知识
半人工半机械的产线带来了一个意想不到的红利。
"当你不用从日本进口一整条产线以后,你反而能有机会把它的每一个步骤、每一个流程 break down,"何倩然解释道,"通过工程师自己的手动操作,真正 hands-on 了解每一个步骤如何优化。"
所有真正的 know-how,都源于对每一步的深度实操。从自动化倒退回人工,又从人工理解了每一个步骤,最终再从第一性原理重新出发设计材料和设备的最佳组合。从 1995 年到 2005 年到 2018 年,比亚迪很快就建成了世界上最先进的全自动化产线。
作者概括:穷迫使中国企业走了一条反直觉的路——因为买不起最先进的设备,反而被迫深入理解了每一个制造环节。这种"从头到尾吃透"的能力,后来成为任何进口设备都无法替代的核心竞争力。
微米级制造:电池为什么难做?
电池制造业内有一个说法:这是一种微米级的制造。芯片是纳米级,但微米级的复杂度同样令人头疼——每个环节从材料到电解液、到隔膜、到制造、再到 Pack 组装,出任何一点问题一叠加,最后就是大问题。
杨璐在常州采访了一家给上游材料做智能设备的公司,对方讲到了一个关键概念——磁性异物。早些年三星手机电池爆炸,根源就是材料中出现了高浓度的磁性异物。在消费电子领域,PPM 级别(百万分之几十出问题)可能还可以接受,但到了车上,因为涉及人身安全,标准必须提升到 PPB 级别——十亿个电芯只有一个出问题。
要实现这个跨越,需要控制的因素太多了:生产车间的洁净度、减少人的参与(人一进去就引入不可控风险)、涂布过程中的水分、毛刺、粉尘。这也是为什么后来很多从苹果供应链转过来的设备和工艺企业,能将经验应用到电池制造环节——它们已经习惯了极高标准的精密制造。
涂布技术:从磁带到电池的跨界传承
电池制造分前、中、后三大段。前段——极片制造的涂布环节,是整个皇冠上的明珠,也是最难的部分。
何倩然讲了一段关键历史:TDK 早期是做磁带的。磁带本质上就是一种极精密的涂布技术——在超长柔性基材上进行亚微米级厚度控制的连续涂布。TDK 收购 ATL 之后,将这种磁带级的精密涂覆技术注入了电池制造。厚度波动控制、涂布密度一致性、局部缺陷管理、粉料粒径控制——工程逻辑高度相同。
ATL 被注入这套能力后,做到了"极致稳定、极致可靠、极致可复制"。当 CATL 从 ATL 分拆出来时,继承的不仅是一个电池公司,更是一套底层制造方法论。这也是为什么 CATL 能如此快速地后来居上——它不是从零起步,而是在几十年涂布技术积累的基础上向新领域延伸。
反观欧洲的 Northvolt——进口了所有设备,但没有从 fundamental 技术上的理解和优化,没有几十年的技术积累。"几乎每做一个电池、每 coating 一米的材料,它都是在亏钱的。"
三种形态之争:圆柱、方壳与刀片
电池的物理形态选择,本质上是一个路径依赖和战略眼光的问题。
特斯拉起步最早,但当时市场上只有 Panasonic 的 18650 小圆柱电池可选。所以就一路做下去:18650 → 21700 → 4680 大圆柱。圆柱的优势是自动化产线成熟、热管理好、一致性强。但问题是——成组效率低、焊死在底盘里无法换电、回收也更难。
宁德时代和比亚迪作为后来者,反而有了更多选择空间,从一开始就为电动车设计电池。方壳电池的优势是:体积利用率高、尺寸可定制、支持换电模式、天然适配电网级储能。刀片电池则是一次更激进的尝试——超长薄片形态,空间利用率拉到极致。但代价是所有的工艺和设备都要重新做一套。
比亚迪刀片电池研发负责人孙华军曾坦言:"原理大家想明白之后,怎么把它实现出来——你就得开发设备。这个其实是蛮难的一件事情,也比较考验一个企业的实力。"有的企业只能做短刀,因为没能力实现比亚迪那么长的形态——这就是工程实现能力的分水岭。
产业集群:常州与宜宾的两条路径
长三角有一个著名的"四小时产业圈"概念——在四个小时车程之内,一辆新能源汽车的绝大部分零部件都可以配齐。常州是这个产业圈的核心。
常州 2023 年进入了中国万亿 GDP 城市俱乐部,王牌产业就是新能源。但这条路走了十几年。最早常州引进了一家叫波士顿电池的美国三元电池公司(在溧阳),当时是明星项目,但最终没有成功。然而,一批干部为了服务这个项目已经系统研究过电池产业。波士顿电池虽然没了,但"种子"留下了——常州领导的视野被打开了,供应链雏形已经有了。后来理想、比亚迪相继落进来,政府动作特别快。他们还投了好几百亿做产投基金,蜂巢能源、中创新航遇到困难时主动出资注资、邀请总部迁入。
宜宾则是另一条完全不同的路径。宜宾以前最出名的是五粮液和红茶——和先进制造毫不沾边。但宜宾的国企占经济主导地位,"集中力量办大事"是天然优势。他们走了三步:第一,建大学城,吸引年轻人;第二,引进欧阳明高院士工作站——欧阳明高是中国动力电池领域最重要的院士之一,世界动力电池大会就是他和团队推动的;第三,招商宁德时代。链主来了,供应商全来了。加上水电(绿电)成本低、服务高效,宜宾硬是从一个"什么都没有"的城市,做成了动力电池重镇。
政府招商的七字诀
节目中披露了一个生动的细节:地方政府的招商人员被要求做到"铜头铁嘴顺风耳橡皮腰茶壶肚兔子腿"——铜头是敢闯、铁嘴是能说会道、顺风耳是消息灵通、兔子腿是行动敏捷、橡皮腰是能屈能伸、茶壶肚是能社交。
杨璐参加动力电池大会的感受更直观——"特别像在开家长会"。工信部领导没有寒暄,像班主任念成绩单:总市场占有率排名、单项排名、各企业去年情况、国际差距分析,分得极其详细。每个发言人都要汇报"自主可控"的完成进度。
但张从志也指出,在创新阶段,其实是赛马机制而非计划体制——陈立泉院士(曾毓群的导师)回忆,最早中国有锂电池、煤制油等多条路线在同时探索。陈立泉找到万钢说"给锂电池一个机会",万钢的回答是"你们锂电池就做嘛"。最终是市场证明锂电池跑通了——是赛马而非计划决定了赢家。
中国供应链深度:不止是电池
2022 年世界动力电池大会上,杨璐记录了一组数据,展示了中国在电池产业链上游的碾压性优势:
何倩然的总结一语中的:"中国是全球唯一能够在所有关键环节都能做到规模化、商业化,还有能持续迭代的国家。"从上游的锂、镍、钴、石墨,到中游的正极、负极、电解液、隔膜,再到电芯制造、Pack、BMS 系统集成——这是全球唯一的全产业链闭环。
固态电池:五十年的瓶颈
市场对固态电池的乐观预期和行业内部的谨慎判断之间存在巨大的温差。
"固态电池不仅是最近一两年,可能过去五十年一直在瓶颈当中,"何倩然直言。Toyota 2019 年说 2025 年量产,2021 年又说一遍——"这种话每三年会 renew 一次。"固态电池面临的问题远不止固固接触——锂枝晶问题、界面分离导致的断崖式衰减、需要外加压力(QuantumScape 需要 3 个大气压)、硫化物路线的有毒气体泄露风险……
更重要的是产业链的断层。固态电池与现有液态锂电池产业链重合度很低——正极、负极、电解质的材料体系几乎都要重建。虽然各家都在宣传,但看实际产能建设的投入,仍然相当谨慎。"宁德时代、比亚迪都在做固态电池,但他们从来没有说我要多少多少年会量产固态电池。曾毓群本人公开的一些访谈里,都不是特别看好固态电池。"
行业共识是:2030 年前后才可能开始规模化推广。而且就算开始推广,也将在很长一段时间内与液态电池并行——不是颠覆,是补充。
钠离子电池:下一个五到十年的主角
与固态电池的远水不解近渴相比,钠离子电池的产业化速度出人意料。
何倩然看好钠电的理由非常清晰:首先,没有锂、没有钴、没有镍,甚至某些配方连铜都没有——这意味着完全摆脱对中国并不占优势的锂供应链的依赖。中国富煤贫油少气,锂矿大量依赖南美和澳大利亚进口,钠电的战略意义不言而喻。其次,供应链建设已经非常快——宁德时代投资天目湖做硬碳负极,90 亿人民币投产;容百等头部正极材料公司也已开始布局。第三,聚阴离子系列钠电的循环寿命可以达到 30,000 次(LFP 约 15,000 次),对于电网级静态储能来说是王炸。
节目预测:接下来五到十年内,铁锂超过 30%、甚至一半的市场份额,都可能被钠离子电池取代。
美国市场尤其值得关注——美国电网建于 1960 年代,设备老旧、新建基建极难(NIMBY+自然保护区),AI 数据中心又在疯狂增加电力负荷,加州一年断电几十次。最便宜的太阳能加上最便宜的钠电池,做成即插即用的分布式储能方案——可能是美国电网问题最快、成本最低的解法。
干法电极:美国能弯道超车吗?
既然在湿法涂布技术上追不上中国,美国开始尝试换赛道。
干法电极是一种完全不同的电池制造方案。特斯拉在 2020 年 Battery Day 上花了大量篇幅介绍这项技术——不需要传统的湿法涂布、不需要大型干燥设备、可能大幅降低成本和能耗。何倩然管理的 TDK Ventures 也投资了 AEM Battery 等干法电极公司。
本质原因很直白:中国已经垄断了湿法电极涂布技术的所有 know-how 和 IP。美国初创公司即使进口了所有设备,每做一块电池、每涂布一米材料都在亏钱——因为没有几十年的技术积累。干法电极相当于换一个平台,换一个赛道。如果成功,这将是美国电池制造供应链的一次结构性机会。
另外两条美国在尝试的路径:一是电池回收——Ascend Elements 已成为美国第一家从黑粉中提取碳酸锂的公司,把报废电池变成新电池的原料,"一辆 Tesla 的电池,可以重复再用一百年";二是直接锂提取技术(DLE),从盐湖等资源中直接提锂,缩短传统采矿的漫长时间——Lithium Americas 七八年了还在项目开发阶段。
Northvolt 的教训:200 亿美金为何失败
Northvolt 曾是欧洲电池产业的希望——前特斯拉 VP Peter Carlsson 领衔,融资 200 亿美金,手握 500 亿美金订单。大家都觉得应该"大而不倒"。
但它倒了。
曾毓群曾公开评价:"You use the wrong design, use the wrong process, and then you use the wrong equipment."——从头到脚都做错了。不是没有聪明的创业者,而是电池制造不是买设备就能搞定的事。没有从 fundamental 技术上的理解,没有几十年的积累,没有产业集群的协同——每做一块电池都在亏钱。
Northvolt 的破产对欧美整个私募投资圈冲击巨大。人们开始反思:欧美电池厂为什么这么难做起来?答案是——制造能力不是融资能买来的。现在越来越多美国电池初创公司开始去中国参加 CIBF 国际电池大会,从材料、工艺、工程上向中国同行学习。电池制造的知识,不是靠 IP 保护和合同体系就能替代的。
工程师红利:中国制造的真正护城河
节目的最后一部分讨论了中国工程师文化的独特性。
何倩然用一个对比画龙点睛:一个特斯拉美国同事回国后下载了抖音,搜索"滚压机"——出来几千个结果。但在美国 TikTok 搜索同样的词——什么都搜不到。在中国,几十家、上百家公司同时反复打磨同一个工程问题,从不同角度寻找最优解。这种"集体工程优化"的讨论密度和效率,"中国是远远超过其他国家的"。
更深层的差异在于文化。"中国企业家不管从哪个行业投身来做电池制造,都有这种通过工程师思路、通过工程内卷被几十家上百家公司同时反复打磨的精神,"何倩然说。反观美国——"下午 5 点钟在工厂里面的技师工程师全跑回家了,周末工作也是不太可能的事情。年轻人两年一跳槽——你的 know-how、技术积累很难一代人延续下去。"
杨璐补充了一个经典的比亚迪故事:疫情期间,比亚迪决定做口罩。工程师站在别人的口罩机旁边观察边画图纸,自己生产口罩机还改进了原有工艺。不到两个月,日产 500 万只口罩,成为全球最大的口罩生产商——这是一个完美体现中国工厂工程迁移能力的故事。