Le matin du 21 avril 2014, Musk a parachuté à Pékin Qiaofu Fangcao en avion privé et s'est rendu au ministère des sciences et de la technologie de Chine pour le premier arrêt afin d'explorer l'avenir de l'entrée de Tesla en Chine.Le ministère de la science et de la technologie a toujours encouragé Tesla, mais cette fois Musk a fermé la porte et a obtenu la réponse suivante : la Chine envisage la réforme fiscale des véhicules électriques.Avant l'achèvement de la réforme, les modèles devront encore payer un tarif de 25% comme les véhicules à carburant traditionnels.

Musk prévoit donc de "crier" à travers le sommet des innovateurs de Geek Park.Dans le hall principal de la salle de concert de Zhongshan, Yang Yuanqing, Zhou Hongyi, Zhang Yiming et d'autres étaient assis sur la scène.Et Musk a attendu derrière la scène, a sorti son téléphone portable et a tweeté.Lorsque la musique retentit, il se dirigea vers la scène, applaudissant et applaudissant.Mais quand il est revenu aux États-Unis, il a tweeté et s'est plaint : « en Chine, nous sommes comme un bébé qui rampe ».

Depuis lors, Tesla a été au bord de la faillite à plusieurs reprises, car le marché est généralement baissier et le problème de la dystocie a entraîné un cycle de collecte de clients de six mois.En conséquence, le musc s'est effondré et a même fumé de la marijuana en direct, dormant dans une usine californienne tous les jours pour suivre les progrès.La meilleure façon de résoudre le problème de capacité est de construire des super usines en Chine.À cette fin, Musk a pleuré dans son discours à Hong Kong : pour les clients chinois, il a même appris à utiliser WeChat.

Le temps passe.Le 7 janvier 2020, Musk est de nouveau venu à Shanghai et a livré le premier lot de clés nationales du modèle 3 aux propriétaires de voitures chinois dans l'usine Tesla Shanghai Super.Ses premiers mots ont été : Merci au gouvernement chinois.Il a également eu une danse de massage du dos sur place.Depuis lors, avec la forte réduction des prix du modèle domestique 3, de nombreuses personnes à l'intérieur et à l'extérieur de l'industrie ont dit avec horreur : la fin des véhicules à énergie nouvelle en Chine approche.

Cependant, au cours de la dernière année, Tesla a connu des incidents de renversement à grande échelle, notamment une combustion spontanée de la batterie, un moteur hors de contrôle, une lucarne qui s'envole, etc. Et l'attitude de Tesla est devenue «raisonnable» ou arrogante.Récemment, en raison de la panne de courant de nouvelles voitures, Tesla a été critiquée par les médias centraux.Relativement parlant, le problème de rétrécissement de la batterie Tesla est très courant, les propriétaires de voitures sur Internet pour dénoncer la voix aussi l'un après l'autre.

Compte tenu de cela, les organes de l'État ont officiellement pris des mesures.Récemment, l'administration générale de la surveillance du marché et cinq autres départements ont interrogé Tesla, qui impliquait principalement des problèmes tels qu'une accélération anormale, un incendie de batterie, une mise à niveau à distance du véhicule, etc. Comme nous le savons tous, les batteries domestiques au lithium fer phosphate sont essentiellement utilisées dans le modèle domestique 3 .

Quelle est l'importance de la batterie au lithium?En regardant en arrière sur le cours du développement industriel, la Chine saisit-elle vraiment la technologie de base ?Comment réussir ?

1/ L'outil important de l'époque

Au 20ème siècle, l'humanité a créé plus de richesses que la somme des 2000 années précédentes.Parmi eux, la science et la technologie peuvent être considérées comme une force décisive dans la promotion de la civilisation mondiale et du développement économique.Au cours des cent dernières années, les inventions scientifiques et technologiques créées par les êtres humains sont aussi brillantes que des étoiles, et deux d'entre elles sont reconnues comme ayant une influence considérable sur le processus historique.Le premier est celui des transistors, sans lesquels il n'y aurait pas d'ordinateurs ;le second est les batteries lithium-ion, sans lesquelles le monde serait inimaginable。

Aujourd'hui, les batteries au lithium sont utilisées chaque année dans des milliards de téléphones portables, d'ordinateurs portables et d'autres produits électroniques, ainsi que dans des millions de véhicules à énergie nouvelle, et même dans tous les appareils portables sur terre qui doivent être rechargés.De plus, avec l'avènement de la révolution des véhicules à énergie nouvelle et la création de plus d'appareils mobiles, l'industrie des batteries au lithium aura un bel avenir.Par exemple, la valeur de production annuelle des cellules de batterie au lithium a atteint à elle seule 200 milliards de yuans, et l'avenir approche à grands pas.

Les plans et les calendriers pour l'élimination future des véhicules à carburant formulés par divers pays dans le monde seront également « la cerise sur le gâteau ».Le premier est la Norvège en 2025, et les États-Unis, le Japon et de nombreux pays européens vers 2035. La Chine n'a pas de calendrier précis.S'il n'y a pas de nouvelle technologie à l'avenir, l'industrie des batteries au lithium continuera de prospérer pendant des décennies.On peut dire que quiconque possède la technologie de base de la batterie au lithium signifie avoir le sceptre pour dominer l'industrie.

Les pays d'Europe occidentale ont fixé un calendrier pour l'élimination progressive des véhicules à carburant

Au fil des ans, l'Europe et les États-Unis, la Chine, le Japon et la Corée du Sud ont lancé une concurrence féroce et même des échauffourées dans le domaine des batteries au lithium, impliquant de nombreux scientifiques célèbres, de nombreuses universités et instituts de recherche de premier plan, ainsi que des géants et des consortiums de capitaux dans industries pétrolière, chimique, automobile, scientifique et technologique.Qui aurait pensé que la voie de développement de l'industrie mondiale des batteries au lithium était la même que celle des semi-conducteurs : elle est née en Europe et aux États-Unis, plus forte que le Japon et la Corée du Sud, et a finalement été dominée par la Chine.

Dans les années 1970 et 1980, la technologie des batteries au lithium a vu le jour en Europe et en Amérique.Plus tard, les Américains ont successivement inventé les batteries au lithium-oxyde de cobalt, au lithium-oxyde de manganèse et au lithium fer-phosphate, qui ont pris la tête de l'industrie.En 1991, le Japon a été le premier à industrialiser les batteries lithium-ion, mais le marché a ensuite continué de se contracter.La Corée du Sud, en revanche, compte sur l'État pour la faire avancer.Dans le même temps, avec le ferme soutien du gouvernement, la Chine a progressivement fait de l'industrie des batteries au lithium la première au monde.

Dans l'évolution de l'industrie des batteries au lithium, l'Europe, l'Amérique et le Japon ont joué un rôle important dans la promotion de la technologie.En 2019, le prix Nobel de chimie a été décerné aux scientifiques américains John Goodinaf, Stanley Whitingham et au scientifique japonais Yoshino en reconnaissance de leurs contributions à la recherche et au développement des batteries lithium-ion.Depuis que des scientifiques américains et japonais ont remporté le prix Nobel, la Chine peut-elle vraiment prendre la tête de la technologie de base des batteries au lithium ?

2/ Le berceau de la batterie au lithium 

Le développement de la technologie mondiale des batteries au lithium a une longue voie à suivre.Au début des années 1970, en réponse à la crise pétrolière, Exxon a créé un laboratoire de recherche dans le New Jersey, attirant un grand nombre de grands talents de la physique et de la chimie, dont Stanley Whitingham, postdoctorant en électrochimie du solide à l'université de Stanford.Son objectif est de reconstruire une nouvelle solution énergétique, c'est-à-dire de développer une nouvelle génération de batteries rechargeables.

Parallèlement, les Bell Labs ont constitué une équipe de chimistes et de physiciens de l'université de Stanford.Les deux parties ont lancé une compétition extrêmement féroce dans la recherche et le développement de batteries de nouvelle génération.Même si la recherche est liée, "l'argent n'est pas un problème".Après près de cinq ans de recherches hautement confidentielles, Whitingham et son équipe ont développé pour la première fois la première batterie lithium-ion rechargeable au monde.

Cette batterie au lithium utilise de manière créative du sulfure de titane comme matériau de cathode et du lithium comme matériau d'anode.Il présente les avantages d'un poids léger, d'une grande capacité et d'aucun effet mémoire.Dans le même temps, il élimine les lacunes de la batterie précédente, ce qui peut être considéré comme un saut qualitatif.En 1976, Exxon a déposé le premier brevet d'invention de batterie au lithium au monde, mais n'a pas bénéficié de l'industrialisation.Cependant, cela n'affecte pas la réputation de Whitingham en tant que «père du lithium» et son statut dans le monde.

Bien que l'invention de Whitingham ait inspiré l'industrie, la combustion de charge de la batterie et l'écrasement interne ont grandement troublé l'équipe, y compris gudinaf.Par conséquent, lui et deux assistants postdoctoraux ont continué à explorer systématiquement le tableau périodique.En 1980, ils ont finalement décidé que le meilleur matériau était le cobalt.L'oxyde de lithium-cobalt, qui peut être utilisé comme cathode des batteries lithium-ion, est de loin supérieur à tout autre matériau à l'époque et a rapidement occupé le marché.

Depuis lors, la technologie des batteries humaines a fait un grand pas en avant.Que se passerait-il sans la cobaltite de lithium ?En bref, pourquoi le "gros téléphone portable" était-il si gros et si lourd ?C'est parce qu'il n'y a pas de batterie lithium-cobalt.Cependant, bien que la batterie au lithium-oxyde de cobalt présente de nombreux avantages, ses inconvénients sont exposés après une application à grande échelle, notamment un coût élevé, une faible résistance à la surcharge et des performances de cycle, ainsi qu'une grave pollution par les déchets.

Goodinav et son étudiant Mike Thackeray ont donc continué à chercher de meilleurs matériaux.En 1982, Thackeray a inventé une batterie au lithium manganate pionnière.Mais très vite, il saute au Laboratoire National d'Argonne (ANL) pour étudier les batteries au lithium.Et Goodinaf et son équipe continuent de chercher des matériaux alternatifs, réduisant la liste à une combinaison de fer et de phosphore en échangeant à nouveau systématiquement les métaux dans le tableau périodique.

Au final, le fer et le phosphore n'ont pas formé la configuration souhaitée par l'équipe, mais ils ont formé une autre structure : après le licoo3 et le LiMn2O4, le troisième matériau de cathode pour batteries lithium-ion est officiellement né : LiFePO4.Par conséquent, les trois électrodes positives les plus importantes pour les batteries lithium-ion sont toutes nées dans le laboratoire de dinaf depuis l'Antiquité.Elle est également devenue le berceau des batteries au lithium dans le monde, avec la naissance des deux prix Nobel de chimie susmentionnés.

En 1996, l'Université du Texas a déposé une demande de brevet au nom du laboratoire de Goodinaf.Il s'agit du premier brevet de base de la batterie LiFePO4.Depuis lors, Michelle Armand, une scientifique française spécialisée dans le lithium, a rejoint l'équipe et déposé auprès de dinaf le brevet de la technologie de revêtement de carbone LiFePO4, devenant ainsi le deuxième brevet de base de LiFePO4.Ces deux brevets sont les brevets de base qui ne peuvent en aucun cas être contournés.

3/ Transfert de technologie

Avec le développement de l'application technologique, il y a un problème urgent à résoudre dans l'électrode négative de la batterie au lithium-oxyde de cobalt, de sorte qu'elle n'a pas été industrialisée rapidement.À cette époque, le lithium métallique était utilisé comme matériau d'anode des batteries au lithium.Bien qu'il puisse fournir une densité d'énergie assez élevée, il y avait de nombreux problèmes, notamment le poudrage progressif du matériau d'anode et la perte d'activité, et la croissance de dendrites de lithium pouvait percer le diaphragme, entraînant un court-circuit ou même une combustion et une explosion du batterie.

Lorsque le problème était très difficile, les Japonais sont apparus.Sony développe des batteries au lithium depuis longtemps et a accordé une attention particulière aux développements mondiaux.Cependant, il n'y a aucune information sur quand et où la technologie de la cobaltite de lithium a été obtenue.En 1991, Sony a lancé la première batterie lithium-ion commerciale de l'histoire de l'humanité et a installé plusieurs batteries cylindriques au lithium-oxyde de cobalt dans le dernier appareil photo ccd-tr1.Depuis lors, le visage de l'électronique grand public dans le monde a été réécrit.

C'est Yoshino qui a pris cette importante décision.Il a été le pionnier de l'utilisation du carbone (graphite) au lieu du lithium comme anode de la batterie au lithium, et combiné avec une cathode au lithium-oxyde de cobalt.Cela améliore fondamentalement la capacité et la durée de vie de la batterie au lithium et réduit le coût, qui est la dernière force pour l'industrialisation de la batterie au lithium.Depuis lors, les entreprises chinoises et coréennes se sont lancées dans la vague de l'industrie des batteries au lithium, et la nouvelle technologie énergétique (ATL) a été établie à cette époque.

En raison du vol de technologie, «l'alliance des droits» initiée par l'Université du Texas et certaines entreprises a brandi des épées dans le monde entier, entraînant une bagarre de brevets impliquant de nombreux pays et entreprises.Alors que l'on pense encore que LiFePO4 est la batterie de puissance la plus adaptée, un nouveau système de matériau cathodique combinant les avantages du niobate de lithium, du lithium cobalt et du lithium manganèse a vu le jour tranquillement dans un laboratoire au Canada.

En avril 2001, Jeff Dann, professeur de physique à l'Université Dalhous et scientifique en chef du groupe 3M Canada, a inventé un matériau de cathode composite ternaire nickel-cobalt manganèse commercial à grande échelle, qui a permis à la batterie au lithium de franchir la dernière étape de l'entrée sur le marché. .Le 27 avril de cette année-là, 3M a déposé une demande de brevet aux États-Unis, qui est le brevet de base des matériaux ternaires.Cela signifie que tant que dans le système ternaire, personne ne peut se déplacer.

Quasiment au même moment, le Laboratoire National d'Argonne (ANL) a proposé pour la première fois le concept de lithium riche, et sur cette base, a inventé des matériaux ternaires stratifiés riches en lithium et à haute teneur en manganèse, et a déposé avec succès un brevet en 2004. Et le responsable de ce développement technologique est thackerel, qui a inventé le manganate de lithium.Jusqu'en 2012, Tesla a commencé à briser l'élan de montée progressive.Musk a offert plusieurs fois un salaire élevé pour recruter des personnes du département R&D sur les batteries au lithium de 3M.

Profitant de cette opportunité, 3M a poussé le bateau le long du courant, a adopté la stratégie du "les gens partent, mais les droits de brevet restent", a complètement dissous le département des batteries et a réalisé des bénéfices plus élevés en exportant des brevets et une coopération technique.Les brevets ont été accordés à un certain nombre d'entreprises japonaises et coréennes de batteries au lithium telles qu'Elektron, Panasonic, Hitachi, Samsung, LG, L & F et SK, ainsi qu'à des matériaux cathodiques tels que Shanshan, Hunan Ruixiang et Beida Xianxian en Chine. plus de dix entreprises au total.

Les brevets d'Anl ne sont accordés qu'à trois sociétés : BASF, un géant allemand de la chimie, Toyoda industries, une usine japonaise de matériaux cathodiques, et LG, une société sud-coréenne.Plus tard, autour du concours de brevets de base sur les matériaux ternaires, deux alliances de recherche universitaire de premier plan ont été formées.Cela a pratiquement façonné la force technologique «innée» des entreprises de batteries au lithium de l'ouest, du Japon et de la Corée du Sud, tandis que la Chine n'a pas beaucoup gagné.

4/ L'essor des entreprises chinoises

Puisque la Chine n'a pas maîtrisé la technologie de base, comment a-t-elle brisé la situation ?La recherche chinoise sur les batteries au lithium n'est pas trop tardive, presque synchronisée avec le monde.À la fin des années 1970, sous la recommandation de Chen Liquan, un académicien de l'Académie chinoise d'ingénierie en Allemagne, l'Institut de physique de l'Académie chinoise des sciences a créé le premier laboratoire d'ions à l'état solide en Chine et a commencé la recherche sur le lithium- conducteurs ioniques et batteries au lithium.En 1995, la première batterie au lithium de Chine est née à l'Institut de physique de l'Académie chinoise des sciences.

Dans le même temps, grâce à l'essor de l'électronique grand public dans les années 1990, les batteries au lithium chinoises ont augmenté simultanément, et l'émergence de « quatre géants », à savoir Lishen, BYD, bick et ATL.Bien que le Japon ait mené le développement de l'industrie, en raison du dilemme de survie, Sanyo Electric a vendu à Panasonic et Sony a vendu son activité de batteries au lithium à la production de Murata.Dans la concurrence féroce sur le marché, seuls BYD et ATL sont les «quatre grands» en Chine.

En 2011, la « liste blanche » des subventions du gouvernement chinois a bloqué les entreprises à capitaux étrangers.Après avoir été rachetée par des capitaux japonais, l'identité d'ATL est devenue obsolète.Alors Zeng Yuqun, le fondateur d'ATL, prévoyait de rendre le secteur des batteries électriques indépendant, de laisser le capital chinois y participer et de diluer les actions de la société mère TDK, mais il n'a pas obtenu l'approbation.Alors Zeng Yuqun a fondé l'ère Ningde (catl), et a fait des progrès dans l'accumulation de technologie originale, et est devenu un cheval noir.

En termes de voie technologique, BYD choisit une batterie au lithium fer phosphate sûre et rentable, qui est différente de la batterie ternaire au lithium à haute densité d'énergie de l'ère Ningde.Ceci est lié au modèle commercial de BYD.Wang Chuanfu, le fondateur de l'entreprise, préconise de "manger une canne jusqu'au bout".Hormis le verre et les pneus, presque toutes les autres pièces d'une voiture sont produites et vendues par elle-même, puis rivalisent avec le monde extérieur avec un avantage de prix.Sur cette base, BYD occupe depuis longtemps la deuxième place sur le marché intérieur.

Mais l'avantage de BYD est aussi sa faiblesse : elle fabrique des batteries et vend des voitures, ce qui fait que les autres constructeurs automobiles se méfient naturellement et préfèrent donner des commandes à des concurrents plutôt qu'à eux-mêmes.Par exemple, Tesla, même si la technologie de batterie LiFePO4 de BYD en a accumulé davantage, choisit toujours la même technologie de l'ère Ningde.Afin de changer la donne, BYD prévoit de séparer la batterie d'alimentation et de lancer la "batterie lame".

Depuis la réforme et l'ouverture, la batterie au lithium est l'un des rares domaines qui peut rattraper les pays développés.Les raisons sont les suivantes : premièrement, l'État attache une grande importance à la protection stratégique ;deuxièmement, il n'est pas trop tard pour commencer;troisièmement, le marché intérieur est suffisamment grand ;quatrièmement, un groupe d'experts techniques en herbe et d'entrepreneurs travaillent ensemble pour percer.Mais si nous zoomons, tout comme le nom de l'ère Ningde, ce sont les réalisations économiques de la Chine et l'ère des véhicules électriques qui façonnent l'ère Ningde.

De nos jours, la Chine n'est pas en retard sur les pays développés dans la recherche de matériaux d'anode et d'électrolytes, mais il existe encore des lacunes, telles que le séparateur de batterie au lithium, la densité d'énergie, etc.De toute évidence, l'accumulation de technologies de l'ouest, du Japon et de la Corée du Sud présente encore certains avantages.Par exemple, bien que Ningde Times soit classé premier sur le marché mondial des batteries depuis plusieurs années, les rapports de recherche de l'industrie nationale et étrangère répertorient toujours Panasonic et LG au premier rang, tandis que Ningde Times et BYD sont au deuxième rang.

5. Conclusion
 

Sans aucun doute, avec le développement futur de la recherche connexe, le développement et l'application des batteries au lithium dans le monde ouvriront une perspective plus large, qui favorisera la réforme énergétique et l'innovation de la société humaine, et insufflera un nouvel élan au développement durable. de l'économie et de la société et le renforcement de la protection de l'environnement.En tant que leader de l'industrie automobile, Tesla est comme un poisson-chat.Tout en stimulant le développement de véhicules à énergies nouvelles, il prend également l'initiative de défier l'environnement du marché des batteries au lithium.

Zeng Yuqun a révélé une fois l'histoire intérieure de son alliance avec Tesla : Musk a parlé de coût toute la journée.L'implication est que Tesla fait baisser le coût des batteries.Cependant, il convient de noter que dans le processus de ruée vers le marché chinois de l'ère Tesla et Ningde, le véhicule et la batterie ne doivent pas ignorer le problème de qualité en raison du coût.Une fois ainsi, la série nationale originale de politiques bien intentionnées sera considérablement réduite en importance.

De plus, il y a une triste réalité.Bien que la Chine domine le marché des batteries au lithium, les technologies les plus fondamentales et les brevets de phosphate de fer au lithium et de matériaux ternaires ne sont pas entre les mains du peuple chinois.Si on la compare au Japon, la Chine a un grand écart en matière d'investissement humain et en capital dans la recherche et le développement des batteries au lithium.Cela souligne l'importance de la recherche scientifique fondamentale, qui dépend de la persévérance et des investissements à long terme de l'État, des institutions de recherche scientifique et des entreprises.

A l'heure actuelle, les batteries au lithium évoluent vers la troisième génération après les deux générations précédentes de lithium oxyde de cobalt, de lithium fer phosphate et de lithium ternaire.Comme les technologies de base et les brevets des deux premières générations ont été divisés par des sociétés étrangères, la Chine n'a pas suffisamment d'avantages fondamentaux, mais elle pourrait être en mesure d'inverser la situation dans la prochaine génération grâce à une mise en page précoce.Compte tenu de la voie de développement industriel de la recherche et du développement fondamentaux, de la recherche d'applications et du développement de produits de matériaux de batterie, nous devons nous préparer à une guerre à long terme.

Il convient de noter que le développement et l'application des batteries au lithium en Chine sont encore confrontés à de nombreux défis.Par exemple, dans l'utilisation réelle des véhicules à énergie nouvelle à batterie au lithium, certains problèmes subsistent, tels qu'une faible densité d'énergie, de mauvaises performances à basse température, un long temps de charge, une courte durée de vie, etc.

Depuis 2019, la Chine a annulé la "liste blanche" des batteries, et des entreprises étrangères telles que LG et Panasonic sont revenues sur le marché chinois, avec une offensive de mise en page extrêmement rapide.Dans le même temps, avec la pression croissante sur le coût des batteries au lithium, la concurrence sur le marché intérieur s'intensifie.Cela forcera les entreprises concernées à gagner l'avantage en pleine concurrence avec des performances de coût de produit plus élevées et une capacité de réaction plus rapide du marché, afin de promouvoir la modernisation et la croissance continue de l'industrie chinoise des batteries au lithium.