鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量：859次 | 2018年11月08日
鋰電專(zhuān)利之戰(zhàn)
源于科技的進(jìn)步，人類(lèi)在20世紀(jì)創(chuàng)造的財(cái)富超越了之前2000年之總和。科技，是推動(dòng)這個(gè)星球文明進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的決定性力量。過(guò)去百年，誕生的科技發(fā)明創(chuàng)造璨若星河，其中有兩項(xiàng)被公認(rèn)為對(duì)人類(lèi)歷史影響至為深遠(yuǎn)，其一是晶體管，沒(méi)有晶體管就沒(méi)有計(jì)算機(jī)；其二就是鋰離子二次充電電池，沒(méi)有這兩項(xiàng)發(fā)明，這個(gè)世界將無(wú)法想象。
每年，鋰電池被應(yīng)用在新制造出來(lái)的數(shù)以十億計(jì)的手機(jī)、筆記本電腦等3C電子產(chǎn)品，還有數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的新能源汽車(chē)和這個(gè)地球上所有需要用電充電和便攜設(shè)備上，并且隨著數(shù)量更多的移動(dòng)設(shè)備被創(chuàng)造出來(lái)，以及新能源汽車(chē)革命浪潮的到來(lái)，上面的數(shù)字將至少還要再突破一個(gè)數(shù)量級(jí)。
僅僅是鋰電電芯的生產(chǎn)制造行業(yè)，全球就已經(jīng)突破2000億的產(chǎn)值。相信在不遠(yuǎn)的未來(lái)，突破萬(wàn)億亦指日可待。
巨大的商業(yè)利潤(rùn)像是黑洞，吸引來(lái)一切之后再將其扭曲。在這個(gè)技術(shù)門(mén)檻極高的鋰電行業(yè)里，誰(shuí)擁有了以代表核心技術(shù)的專(zhuān)利，就意味著擁有了統(tǒng)治整個(gè)行業(yè)的權(quán)杖。于是，圍繞著專(zhuān)利，英、德、美、加、日、中這些全球最重要的國(guó)家，和這個(gè)世界上多位最著名的科學(xué)家，多個(gè)頂級(jí)大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)，石油大亨、化工巨頭、車(chē)企集團(tuán)、科技公司和資本財(cái)團(tuán)展開(kāi)了激烈的糾纏混戰(zhàn)。
中國(guó)制造了全球一半以上鋰電池。在這里，成百上千家大大小小的鋰電公司一起享用著這桌盛宴，而罔顧核心技術(shù)缺失的尷尬和隱患，以及國(guó)內(nèi)缺乏對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的最基本認(rèn)知，而導(dǎo)致這個(gè)行業(yè)中幾乎99%的企業(yè)沒(méi)有一絲專(zhuān)利保護(hù)的概念。走過(guò)野蠻生長(zhǎng)的莽荒時(shí)代，當(dāng)大潮退去優(yōu)勝劣汰的殘酷法則開(kāi)始發(fā)揮作用的時(shí)候，這個(gè)行業(yè)中大多數(shù)沒(méi)有核心技術(shù)，又免費(fèi)使用別家專(zhuān)利多年的中國(guó)企業(yè)，是否會(huì)猛然發(fā)覺(jué)為時(shí)晚矣？
符合Exic IIB T4 Gc防爆標(biāo)準(zhǔn)
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
于是我們看到，一幕幕交纏著國(guó)家意志和公司利益，錯(cuò)節(jié)著良知光輝與人性暗淡，充斥著商業(yè)間諜加學(xué)術(shù)詐騙的專(zhuān)利戰(zhàn)爭(zhēng)，從鋰電從一間狹小的實(shí)驗(yàn)室誕生那天起到今天，重復(fù)上演。
壹
1973年10月，阿拉伯世界國(guó)家和以色列之間爆發(fā)了第四次中東戰(zhàn)爭(zhēng)，以美國(guó)為首的西方國(guó)家選擇力挺以色列，招致石油輸出國(guó)組織(OPEC)的盛。OPEC采取暫停石油出口的懲罰性措施，終于導(dǎo)致了對(duì)后世影響深遠(yuǎn)的第一次石油危機(jī)的爆發(fā)。
國(guó)際原油價(jià)格就從每桶不到3美元一路暴漲到超過(guò)13美元，當(dāng)年就翻了兩番，力度空前。這場(chǎng)持續(xù)三年的石油危機(jī)讓歐美國(guó)家的經(jīng)濟(jì)遭到重創(chuàng)，直接觸發(fā)了二戰(zhàn)之后全球最嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)危機(jī)。所有發(fā)達(dá)國(guó)家的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)都明顯放慢，英、美、德、日等國(guó)家的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)率甚至跌成了負(fù)數(shù)。
蝴蝶翅膀的煽動(dòng)，開(kāi)始發(fā)揮作用。
IP67防水，充放電分口 安全可靠
標(biāo)稱(chēng)電壓：28.8V
標(biāo)稱(chēng)容量：34.3Ah
電池尺寸：(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域：勘探測(cè)繪、無(wú)人設(shè)備
這次石油危機(jī)不僅成就了以豐田為首的日系車(chē)在全球范圍內(nèi)的崛起，也為今天電動(dòng)汽車(chē)時(shí)代的真正降臨埋下了種子。
為了能夠抵御OPEC時(shí)不時(shí)就要拿起來(lái)?yè)]舞一番的石油武器，西方國(guó)家寄希望于重構(gòu)出來(lái)一套全新的能源解決方案：從研發(fā)新一代的二次充電電池開(kāi)始。在世界上第一塊電池被發(fā)明出來(lái)一百年后，這個(gè)行業(yè)終于將要迎來(lái)劇烈變革的曙光。
其實(shí)，充電電池很早就被發(fā)明出來(lái)并廣泛應(yīng)用。比如早在1859年法國(guó)人加斯頓·普蘭特（Gaston Planté ）就發(fā)明了鉛酸電池，1899年瑞典人沃爾德馬·尤格爾（Waldmar Jungner ）也發(fā)明了鎘鎳電池。1890年，在經(jīng)歷了上萬(wàn)次失敗的試驗(yàn)之后，可充電的鎳鐵電池被大發(fā)明家愛(ài)迪生制造了出來(lái)，但在風(fēng)靡了半個(gè)世紀(jì)之后，由于成本、功率密度及低溫性能等方面的差距而被鉛酸電池和鎘鎳電池?cái)D出了市場(chǎng)。
但即使是鉛酸和鎘鎳電池都存在著致命缺點(diǎn)，容量小、能量密度低、循環(huán)壽命短、不支持大電流放電，因體積龐大而不能應(yīng)用到小型電動(dòng)產(chǎn)品上，更要命的是廢棄的鉛、鎘和硫酸，都會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生巨大的污染。
若要讓作為耗油大戶(hù)的汽車(chē)擺脫石油，一塊合適電池是基礎(chǔ)條件。
沒(méi)有想到的是，美國(guó)的福特公司最先做了嘗試。
那是在1966年，福特做出了一項(xiàng)令世人瞠目轟動(dòng)一時(shí)的舉動(dòng)，這家因流水線(xiàn)生產(chǎn)而聞名并且把燃油車(chē)成功推廣到千家萬(wàn)戶(hù)的汽車(chē)巨頭，居然將目光瞄向了電動(dòng)汽車(chē)，甚至還發(fā)明了鈉硫電池——由液態(tài)的多硫化鈉正極和液態(tài)的金屬鈉負(fù)極以及固體電解質(zhì)組成的一款全新化學(xué)體系的電池。
理論上有著鈉硫電池超出鉛酸電池十幾倍的能量密度以及極高的充電倍率，這給了福特推廣電動(dòng)汽車(chē)以極大的信心：搭載鉛酸電池的電動(dòng)車(chē)最多能跑64公里（40英里），而換成鈉硫電池后就可以輕輕松松跑上320公里（200英里），然后充電一小時(shí)，還可以繼續(xù)再開(kāi)320公里！
即使是在半個(gè)多世紀(jì)之后的今天，能夠達(dá)到如此性能的電動(dòng)汽車(chē)依舊會(huì)讓大多數(shù)人流口水吧。
但福特的電動(dòng)汽車(chē)夢(mèng)終究還是變成了一紙黃粱，是因?yàn)殁c硫電池的固體電解質(zhì)的工作溫度區(qū)間必須保持在300~350攝氏度，結(jié)合當(dāng)時(shí)的技術(shù)水平就知道了，如此之高的溫度下隔膜根本就承受不了，并且鈉的熔點(diǎn)是98度，一遇到空氣就會(huì)燃燒。
雖然那個(gè)時(shí)候的人們對(duì)汽車(chē)的安全性還沒(méi)有今天這么重視，但畢竟誰(shuí)都不想在整天在開(kāi)車(chē)時(shí)候要時(shí)刻跟一大坨有著幾百度高溫，并且隨時(shí)都可能燃燒起火的金屬可燃物為伴吧。實(shí)際上，直到20年后鈉硫電池才開(kāi)始真正的商業(yè)化應(yīng)用，并且是在儲(chǔ)能領(lǐng)域。
但電動(dòng)汽車(chē)在六十年代的曇花一現(xiàn)以及隨之而來(lái)的石油危機(jī)不是完全沒(méi)有意義，相反其影響深遠(yuǎn)。自此之后，無(wú)論是大西洋還是太平洋兩岸，無(wú)論是各國(guó)政府、企業(yè)巨頭還是研究機(jī)構(gòu)，以及廣大的物理學(xué)家、材料學(xué)家和化學(xué)家們，都開(kāi)始以極大熱情去探索一個(gè)全新的未知領(lǐng)域：一塊更好的充電電池。
由此，鋰——這個(gè)星球上已知的質(zhì)量最輕、元素周期表中排名最靠前的金屬元素，在被發(fā)現(xiàn)（1817年被發(fā)現(xiàn)并命名為L(zhǎng)i）一百多年之后，開(kāi)始從未有過(guò)的變得與人類(lèi)親密起來(lái)。
電池行業(yè)將迎來(lái)一場(chǎng)顛覆性的變革，人類(lèi)也自此進(jìn)入到一個(gè)全新的時(shí)代。
貳
1968年，27歲的英國(guó)人斯坦利·惠廷漢姆（Stanley Whittingham）來(lái)到美國(guó)，至今就再未離開(kāi)過(guò)。在斯坦福大學(xué)做了三年的固態(tài)電化學(xué)博士后研究員之后，他被?？松荆‥xxon ）招致麾下，開(kāi)始了“鋰電池之父”的職業(yè)生涯。
此時(shí)，?？松緞倓傇谛聺晌髦莸牧值墙M建了一家新的研究實(shí)驗(yàn)室，一大批物理和化學(xué)界的頂級(jí)人才被招攬進(jìn)來(lái)，為的是研發(fā)下一代的電池技術(shù)。因?yàn)檫@家當(dāng)時(shí)全世界最大的石油巨頭判斷，石油資源將會(huì)在不遠(yuǎn)的將來(lái)枯竭，必須早做打算。
同樣有著先見(jiàn)之明的還有貝爾實(shí)驗(yàn)室，一家因發(fā)明了晶體管而揚(yáng)名天下的頂級(jí)科技研發(fā)機(jī)構(gòu)。就是前后腳的功夫，貝爾實(shí)驗(yàn)室也成立了一個(gè)同樣由斯坦福大學(xué)的化學(xué)家和物理學(xué)家組成的研究小組，在下一代電池的研發(fā)上，和?？松归_(kāi)了分秒必爭(zhēng)的競(jìng)爭(zhēng)。
埃克森對(duì)實(shí)驗(yàn)室的研究人員說(shuō)可以提供他們需要一切，只要是用于研究的，“錢(qián)不是問(wèn)題”。
土豪終于迎來(lái)回報(bào)，在經(jīng)歷了五年時(shí)間極為保密的研究之后，惠廷漢姆和他的團(tuán)隊(duì)終于制成了世界上第一塊可充電的鋰離子電池。他們創(chuàng)造性地采用硫化鈦?zhàn)鳛檎龢O材料，金屬鋰作為負(fù)極材料，通過(guò)鋰離子在電池正、負(fù)極之間穿梭往來(lái)形成電流。充電時(shí)，鋰離子從正極移動(dòng)到負(fù)極，放電則回到正極，如此往復(fù)循環(huán)。
鋰離子電池具有重量輕、容量大、無(wú)記憶效應(yīng)等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又摒棄了之前的充電電池幾乎所有的缺點(diǎn)，毫不夸張地說(shuō)是一次質(zhì)的飛躍。鋰電池輕小的體積和質(zhì)量為之后更小更便捷的可移動(dòng)設(shè)備創(chuàng)造了誕生的基礎(chǔ)，就連惠廷漢姆當(dāng)時(shí)都不會(huì)想到，他創(chuàng)造出來(lái)的這枚和硬幣一樣大小的電池和將會(huì)給人類(lèi)帶來(lái)何等巨大的改變。
1976年，埃克森申請(qǐng)了世界上第一個(gè)鋰電池的發(fā)明專(zhuān)利，但卻沒(méi)有從中受益，因?yàn)檫@家公司沒(méi)有為這項(xiàng)偉大的發(fā)明找到任何產(chǎn)業(yè)化的價(jià)值。由于正極材料使用硫化鈦的電化學(xué)屬性極不穩(wěn)定，導(dǎo)致電池在充電過(guò)程中非常容易起火爆炸，并且在反復(fù)充放電的過(guò)程中，電池內(nèi)部材料會(huì)分解破碎，衰減極快。
不過(guò)這并不影響惠廷漢姆由此獲得極高的聲譽(yù)，并就此奠定在圈內(nèi)的江湖地位。在惠廷漢姆英年得志的時(shí)候，故事的大主角約翰·班尼斯特·古迪納夫（John Bannister Goodenough）先生已經(jīng)54歲了，這位30歲才畢業(yè)的物理學(xué)博士被前輩評(píng)判為不會(huì)在學(xué)界有什么前途了。
在天才輩出的科技圈，歷來(lái)都是要講天賦的。伽利略17歲發(fā)現(xiàn)鐘擺原理；牛頓20歲創(chuàng)立微積分，24歲提出萬(wàn)有引力定律；提出相對(duì)論那年愛(ài)因斯坦才26歲；創(chuàng)立并完善量子理論的時(shí)候，海森堡和費(fèi)米24歲、泡利25歲、狄拉克25歲、薛定諤是最大器晚成的，那年36歲。
30歲才拿博士，開(kāi)玩笑呢？
1976年，在麻省理工的林肯實(shí)驗(yàn)室做了若干年不算太得志的研究員之后，古迪納夫抓住一個(gè)機(jī)會(huì)去到英國(guó)，在牛津大學(xué)的無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任主任。這位只修過(guò)兩門(mén)化學(xué)課程的物理學(xué)博士，沒(méi)有想到他事業(yè)真正的開(kāi)端會(huì)是在這里，更沒(méi)想到的是會(huì)是在電化學(xué)領(lǐng)域。
叁
惠廷漢姆的發(fā)明讓業(yè)界振奮，但充電燃燒和內(nèi)部粉碎又極大地困擾著他們。古迪納夫是這其中的一員，但他的思維卻超越了同行們的思維框架。
古迪納夫推斷，惠廷漢姆采用了硫化鈦?zhàn)鳛閮?chǔ)存鋰離子的正極材料，但充電時(shí)鋰離子會(huì)一直朝著負(fù)極方向轉(zhuǎn)移，當(dāng)離開(kāi)正極的鋰離子達(dá)到一定數(shù)量之時(shí)，硫化鈦正極材料會(huì)因?yàn)楸惶涂斩晕姨敲唇鉀Q問(wèn)題的關(guān)鍵就是尋找一種更加堅(jiān)固的物質(zhì)來(lái)取代硫化鈦了。
古迪納夫?qū)⒛繕?biāo)鎖定在了金屬氧化物（大方向正確是多么的重要?。┧蛢擅┦亢笾窒到y(tǒng)性地圍繞著元素周期表進(jìn)行探索，解析不同的金屬元素和氧元素的結(jié)合來(lái)查明在什么電位下鋰離子可以從這些氧化物中脫出，并且一點(diǎn)一點(diǎn)地摸索出在它們崩潰前能從其中抽出多少鋰離子。
直到1980年，也就是四年之后，古迪納夫終于確定了最佳材料是鈷，一種遍布非洲中南部的銀白色金屬。鈷和鋰的氧化物可以在4伏的電壓下支持半數(shù)的鋰離子脫出而不坍塌，這對(duì)于充電電池來(lái)說(shuō)，足夠了。
用于可充電鋰離子電池正極的鈷酸鋰，其性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于當(dāng)時(shí)的任何材料，使用鈷酸鋰做正極材料的電池，是市場(chǎng)上任何同類(lèi)電池載電量的幾倍，由此人類(lèi)的電池技術(shù)終于向前邁出了實(shí)質(zhì)性的一大步。如何評(píng)價(jià)古迪納夫的歷史性貢獻(xiàn)呢？看看你的手機(jī)，還有此刻正在使用的筆記本電腦，以及你手邊有的又沒(méi)有的一切你能想到的便攜式設(shè)備，為它們提供動(dòng)力的全部都是鈷酸鋰電池。
哦對(duì)了，當(dāng)年特斯拉的第一款汽車(chē)產(chǎn)品Roadster，用的也是鈷酸鋰。
今天，鈷酸鋰電池幾乎出現(xiàn)在這個(gè)世界上幾乎所有的移動(dòng)產(chǎn)品里面，但是無(wú)論是牛津還是古迪納夫，卻都沒(méi)有從中賺得一分錢(qián)。原因是對(duì)于這項(xiàng)日后注定要改變世界的發(fā)明，牛津大學(xué)居然一點(diǎn)都不感冒。古迪納夫向牛津大學(xué)進(jìn)行專(zhuān)利申報(bào)的時(shí)候，后者認(rèn)為這只是一項(xiàng)沒(méi)有多大市場(chǎng)應(yīng)用前景的簡(jiǎn)單科研成果，甚至拒絕為其申請(qǐng)專(zhuān)利！
而古迪納夫也一向?qū)ι虡I(yè)提不起一絲興趣，但他又感覺(jué)將這項(xiàng)成果應(yīng)該會(huì)對(duì)產(chǎn)業(yè)有所用處，扔在實(shí)驗(yàn)室里落灰有點(diǎn)可惜，于是就以極低的價(jià)格將這項(xiàng)技術(shù)的版權(quán)轉(zhuǎn)售給了英國(guó)原子能科學(xué)研究中心，一家歸屬于英國(guó)原子能管理局的政府實(shí)驗(yàn)室。
古迪納夫參加過(guò)二戰(zhàn)，也許生死早已看淡，錢(qián)財(cái)名利也就更是身外之物了。當(dāng)然，這也就為他在日后陷入一系列專(zhuān)利戰(zhàn)爭(zhēng)，埋下了深深的伏筆。
頗為諷刺的是，2010年11月的時(shí)候，英國(guó)皇家化學(xué)會(huì)在牛津大學(xué)當(dāng)年的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的外墻上設(shè)立了一塊藍(lán)色牌匾，紀(jì)念這里為電池事業(yè)作出的偉大貢獻(xiàn)，古迪納夫排在第一位。
如果沒(méi)有鈷酸鋰會(huì)怎樣？舉個(gè)最簡(jiǎn)單不過(guò)的例子，還記得上個(gè)世紀(jì)80年代中國(guó)第一批土豪手里握著的大哥大吧，那像一塊板磚一樣的手機(jī)為什么會(huì)那么大那么重？就是因?yàn)闆](méi)有用到鈷酸鋰。為什么在80年代鈷酸鋰電池沒(méi)有被迅速地產(chǎn)業(yè)化，這是因?yàn)檫€有一個(gè)亟待解決的問(wèn)題：電池負(fù)極。
當(dāng)時(shí)鋰電池的負(fù)極材料使用的還是鋰金屬，用鋰金屬作負(fù)極的電池可以提供相當(dāng)高的能量密度。但是這種鋰電池又存在著很大的問(wèn)題，一來(lái)金屬鋰會(huì)和有機(jī)電解液發(fā)生反應(yīng)，使負(fù)極材料逐漸粉末化直至最終失去活性，二來(lái)電池在充放電過(guò)程中內(nèi)部會(huì)生長(zhǎng)出鋰枝晶，從而有可能刺穿隔膜導(dǎo)致電池發(fā)生短路甚至燃燒爆炸。
在鈷酸鋰誕生之后的十年之間里，鋰離子電池發(fā)展進(jìn)程異常緩慢最主要原因就是沒(méi)有找到合適的負(fù)極材料。有研究人員試圖通過(guò)使用鋰和其它金屬的合金或者化合物來(lái)代替金屬鋰，但是發(fā)現(xiàn)在充放電循環(huán)中鋰合金會(huì)發(fā)生體積變化導(dǎo)致電池容量很快衰減。
問(wèn)題非常棘手，日本人，該你們上場(chǎng)了。
日本的電子電器業(yè)巨頭索尼公司同樣對(duì)電池技術(shù)保持著極大的興趣，從80年代就開(kāi)始著手研發(fā)布局，并密切關(guān)注全球動(dòng)態(tài)。沒(méi)有資料顯示索尼是何時(shí)從何人手中拿到鈷酸鋰這項(xiàng)技術(shù)的，但可以確定的是這項(xiàng)被英國(guó)人束之高閣的技術(shù)在日本人那里卻如同至寶。
這一頁(yè)將被寫(xiě)進(jìn)歷史：1991年索尼發(fā)布了人類(lèi)歷史上第一個(gè)商用鋰離子電池，這家公司把幾節(jié)鈷酸鋰18650圓柱形鋰電池裝進(jìn)最新款的CCD-TR1攝像機(jī)里的時(shí)候，整個(gè)世界的消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品的面貌從此將被徹底改寫(xiě)。
做出了決定性貢獻(xiàn)的是吉野彰（Akira Yoshino），他開(kāi)創(chuàng)性的用碳（石墨）代替金屬鋰作為鋰電池的負(fù)極，結(jié)合鈷酸鋰正極，從根本上改善了鋰電池的容量、循環(huán)壽命，以及降低了成本，為鋰電池的成功產(chǎn)業(yè)化助推了最后一把力。
題外話(huà)，80年代末和索尼就鋰電池商業(yè)化展開(kāi)激烈競(jìng)爭(zhēng)的是另一家日本化學(xué)和材料巨頭旭化成公司，只可惜晚了一步。但在1992年，旭化成就和東芝成立了合資公司，開(kāi)辟了鋰電池業(yè)務(wù)。
1999年，在東莞新科磁電廠(chǎng)當(dāng)?shù)焦こ炭偙O(jiān)的曾毓群辭職創(chuàng)業(yè)，建立了一家叫做新能源科技有限公司（AmperexTechnologyLimited，ATL）的電池公司，ATL最初的技術(shù)來(lái)源正是前面提到的貝爾實(shí)驗(yàn)室。在和埃克森競(jìng)爭(zhēng)失利之后，這個(gè)大佬貌似已經(jīng)在鋰電江湖里沉寂許久了。但你若要就此小瞧這家被稱(chēng)為諾貝爾獎(jiǎng)得主搖籃的科研機(jī)構(gòu)，就大錯(cuò)特錯(cuò)了。
在索尼推出鋰離子電池之后，貝爾實(shí)驗(yàn)室成功拿下了聚合物鋰電池的專(zhuān)利。聚合物電池跟其他鋰電池的正負(fù)極材料以及工作機(jī)理相同，最重要的區(qū)別就在其電解液是凝膠狀固態(tài)而非液態(tài)的。電解液變成固態(tài)之后最大的好處就是鋰電池可以做到更輕更薄。而為了繞開(kāi)索尼公司的圓柱形專(zhuān)利，貝爾實(shí)驗(yàn)室還發(fā)明了軟包這種封裝形式。
對(duì)于這項(xiàng)專(zhuān)利，貝爾實(shí)驗(yàn)室采取來(lái)者不拒廣撒網(wǎng)的策略，在全球范圍內(nèi)向包括ATL在內(nèi)的二十多家公司出售了專(zhuān)利：先交一筆授權(quán)費(fèi)，之后買(mǎi)賣(mài)出一塊電池在從銷(xiāo)售額中抽成。
但是貝爾實(shí)驗(yàn)室沒(méi)有說(shuō)這種軟包聚合物電池存在一個(gè)巨大的問(wèn)題，就是一充電就鼓包脹氣。最后就連貝爾實(shí)驗(yàn)室都說(shuō)，這個(gè)是材料的本質(zhì)問(wèn)題，無(wú)解。
接下來(lái)的故事大家都知道了，曾毓群通過(guò)改進(jìn)電解液配方把問(wèn)題解決了，ATL也成為獲得專(zhuān)利授權(quán)的20多家公司中唯一成功量產(chǎn)的一家。之后就是大風(fēng)起兮云飛揚(yáng)，手機(jī)開(kāi)始普及，ATL開(kāi)始順風(fēng)順?biāo)?，先是?004年拿下蘋(píng)果MP3的電池訂單，從2007年第一代iPhone發(fā)布起，ATL至今都是蘋(píng)果的電池供應(yīng)商。
以手機(jī)和筆記本電腦為代表的數(shù)碼產(chǎn)品時(shí)代，正式到來(lái)。
題外話(huà)，到今天，ATL是占到一半市場(chǎng)份額的全球最大的聚合物鋰電池供應(yīng)商。雖然之后被日資收購(gòu)，但我們不能抹滅這家公司在鋰電池實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化的歷史進(jìn)程中起到的關(guān)鍵性作用。打個(gè)比方，ATL已然是中國(guó)本土鋰電行業(yè)的黃埔軍校。
肆
歷史的車(chē)輪繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)。
鈷酸鋰電池雖然有著諸多優(yōu)勢(shì)，但隨著大規(guī)模的應(yīng)用，其缺點(diǎn)也開(kāi)始暴露出來(lái)：首先就是成本高，因?yàn)殁挳吘故且环N價(jià)格昂貴的小金屬；其次是抗過(guò)充和循環(huán)性能差；最后就是廢棄污染嚴(yán)重。
所以在發(fā)明了鈷酸鋰之后，為了找到一種比鈷便宜的替代金屬，同時(shí)尋找一個(gè)更利于鋰離子高效運(yùn)動(dòng)的結(jié)構(gòu)。古迪納夫和他的學(xué)生邁克·薩克雷（Mike Thackeray）緊接著又開(kāi)始了對(duì)一種比鈷酸鋰更好的正極材料的尋找。
鈷酸鋰正極材料中的原子是凸一層層堆疊起來(lái)的片層架構(gòu)，充放電過(guò)程中鋰離子只是在這些片層之間來(lái)回脫嵌。古迪納夫想到了尖晶石（又一個(gè)正確的方向），他認(rèn)為尖晶石結(jié)構(gòu)的原子排列的方式允許鋰離子可以在三維空間中進(jìn)行擴(kuò)散，也就是尖晶石允許鋰離子通過(guò)多個(gè)通道中往返，從而大幅度提高鋰電池的充放電倍率。
1982年，薩克雷發(fā)明了一種開(kāi)創(chuàng)性的錳基尖晶石，即之后被日系車(chē)企大批量應(yīng)用到電動(dòng)汽車(chē)之上的錳酸鋰電池。此后，薩克雷跳到美國(guó)的阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（Argonne National Laboratory, ANL）任職，專(zhuān)注于鋰電池的研發(fā)。而ANL在此后的專(zhuān)利大戰(zhàn)中，還有更重要的戲份。
1986年，在從牛津大學(xué)回到美國(guó)，擔(dān)任德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校的科克雷爾工程學(xué)院機(jī)械工程和電氣工程系的教授之后，古迪納夫開(kāi)始了下一個(gè)探索之旅，同時(shí)也將深陷有史以來(lái)最大的專(zhuān)利大戰(zhàn)之中。
1993年，當(dāng)古迪納夫和他的團(tuán)隊(duì)正在專(zhuān)心致志地徜徉在材料化學(xué)的奇幻海洋中時(shí)，他的實(shí)驗(yàn)室來(lái)了一位叫岡田重人的訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者（沒(méi)錯(cuò)，日本人），岡田在此之前是日本國(guó)內(nèi)的電話(huà)巨頭日本電報(bào)電話(huà)公共公司（NTT）的移動(dòng)通信工程總監(jiān)。
古迪納夫沒(méi)有多想，就讓岡田留了下來(lái)，因?yàn)檫@本來(lái)就是學(xué)術(shù)界很正常的交流活動(dòng)，更何況NTT還給實(shí)驗(yàn)室提供了一批實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)。
但是很快，古迪納夫就會(huì)認(rèn)識(shí)到天下沒(méi)有白來(lái)的午餐，七十多歲的古迪納夫非常痛苦的認(rèn)識(shí)到，雖已過(guò)古稀之年，但自己仍舊是 too young,too simple。
古迪納夫和他的團(tuán)隊(duì)繼續(xù)尋找這可以代替鈷酸鋰的更優(yōu)秀的正極材料物質(zhì)，他們開(kāi)始系統(tǒng)地調(diào)換周期表里的各種金屬元素，最終將名單縮小到最后的一個(gè)目標(biāo)——鐵和磷的組合。
最終，鐵和磷沒(méi)有形成古迪納夫想要的尖晶石構(gòu)型，但是卻無(wú)心插柳地組成了另外一種晶體結(jié)構(gòu)——橄欖石。即鈷酸鋰、錳酸鋰之后，鋰離子電池的第三種正極材料就此誕生：磷酸鐵鋰。
是的你沒(méi)看錯(cuò)，這三種最重要的鋰離子電池正極，全部誕生自古迪納夫的實(shí)驗(yàn)室，而這里也成了世界鋰電池的搖籃。
這次，古迪納夫就算是再遲鈍，也很快認(rèn)識(shí)到了這項(xiàng)發(fā)明的重要性，他認(rèn)為這個(gè)研究成果絕對(duì)會(huì)震驚世界。但萬(wàn)萬(wàn)沒(méi)想到的是，在古迪納夫帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在研發(fā)的第一線(xiàn)奮戰(zhàn)的時(shí)候，他們的研究成果被源源不斷地通過(guò)岡田傳回了日本。
岡田的雇主NTT公司，在當(dāng)年（1995年）11月就悄無(wú)聲息地申請(qǐng)了專(zhuān)利，也許是做賊心虛以及不想在美國(guó)引起麻煩，NTT申請(qǐng)的只是日本的專(zhuān)利。
但這依然讓古迪納夫感受到震驚和憤怒，直到第二年聽(tīng)到消息之后他才反應(yīng)過(guò)來(lái)，所謂的訪(fǎng)問(wèn)學(xué)者原來(lái)就是日本公司派來(lái)竊取研究情報(bào)的間諜。
磷酸鐵鋰電池具備的成本低、充放電效能高、使用壽命長(zhǎng)、熱穩(wěn)定性高等優(yōu)勢(shì)，使這種正極材料擁有著巨大的市場(chǎng)潛力。
1996年，德州大學(xué)代表古迪納夫的實(shí)驗(yàn)室向美國(guó)申請(qǐng)了專(zhuān)利，并在1997年10月被批準(zhǔn)，這項(xiàng)編號(hào)為WO 1997040541的專(zhuān)利是磷酸鐵鋰電池的第一個(gè)基礎(chǔ)專(zhuān)利。
很快，另一位世界級(jí)的鋰電科學(xué)家米歇爾·阿爾芒（Michel Armand）也加入了近來(lái)，這位法國(guó)人被公認(rèn)為世界鋰電池產(chǎn)業(yè)的奠基人之一。這位大佬在1980年提出“搖椅式電池”概念（鋰離子電池的基本運(yùn)行理念），索尼正是基于這個(gè)概念，于1990年成功完成了世界第一歌鋰離子電池的商業(yè)化。
阿爾芒提出了用１％的碳對(duì)磷酸鐵鋰進(jìn)行包覆，從而有效解決了磷酸鐵鋰材料導(dǎo)電性能差，不適宜大電流重放電的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)包碳之后，磷酸鐵鋰電池可以在８０℃和１Ｃ倍率的條件下，達(dá)到１６０ｍＡｈ／ｇ的容量，并且具有較好的導(dǎo)電性能。
解決了這個(gè)問(wèn)題之后，阿爾芒和古迪納夫共同申請(qǐng)了磷酸鐵鋰包碳技術(shù)的專(zhuān)利，這就是第二個(gè)磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)專(zhuān)利，這項(xiàng)專(zhuān)利讓磷酸鐵鋰電池從實(shí)驗(yàn)室走向市場(chǎng)變成了可能。
這兩項(xiàng)專(zhuān)利，是磷酸鐵鋰技術(shù)路線(xiàn)無(wú)論如何都無(wú)法繞行的兩大核心技術(shù)專(zhuān)利。
這期間，阿爾芒正好在加拿大蒙特利爾大學(xué)擔(dān)任化學(xué)系的教授，所以就在當(dāng)?shù)貏?chuàng)建了由加拿大國(guó)家公共事業(yè)魁北克水力公司（Hydro-Quebec，H-Q）投資的的Phostech Lithium公司。
由此，H-Q和Phostech成為獲得這兩項(xiàng)磷酸鐵鋰的基礎(chǔ)專(zhuān)利獨(dú)家授權(quán)的單位。
但是，由于太多說(shuō)不清道不明的原因，古迪納夫老爺子的核心技術(shù)早已通過(guò)各種各樣的渠道，散布到全世界各地去了。
伍
2001年，德州大學(xué)和H-Q公司首先把NTT告上法庭，指稱(chēng)后者的磷酸鐵鋰的專(zhuān)利是其派商業(yè)間諜以非法方式獲得，而NTT堅(jiān)稱(chēng)其專(zhuān)利是其科學(xué)家（岡田重人）回國(guó)后自行研發(fā)的辛勤結(jié)晶，跟德州大學(xué)沒(méi)有絲毫關(guān)系。
NTT背后有日本政府撐腰，雙方陷入到一場(chǎng)看似無(wú)休止的拉鋸戰(zhàn)之中。但對(duì)于德州大學(xué)和古迪納夫以及H-Q來(lái)說(shuō)，更悲催的是還在后面，磷酸鐵鋰開(kāi)始在全球遍地開(kāi)花，他們即將陷入到多線(xiàn)特種之中。
這場(chǎng)圍繞磷酸鐵鋰核心技術(shù)的專(zhuān)利混戰(zhàn)，將越來(lái)越多的實(shí)力公司牽扯了進(jìn)來(lái)。
2006年，全球最大的手持電動(dòng)工具巨頭Black & Decker(B&D)推出了一款799美元的產(chǎn)品組合DCX 6401 Combo Kit（其中各產(chǎn)品可單獨(dú)銷(xiāo)售），這套產(chǎn)品由于采用了磷酸鐵鋰電池而不再需要電線(xiàn)，并且實(shí)現(xiàn)了1小時(shí)高速充電、功率大幅提升、高安全性以及2000次以上的電池循環(huán)壽命，顛覆了全球全球電動(dòng)工具市場(chǎng)。
所以一經(jīng)推出就大賣(mài)，上市第2個(gè)季度就創(chuàng)下2000萬(wàn)美元的銷(xiāo)售成績(jī)，打破B&D自1843年創(chuàng)立以來(lái)的銷(xiāo)售紀(jì)錄。
而B(niǎo)&D這款產(chǎn)品所用電池的供應(yīng)商是一家2001年才成立的初創(chuàng)公司，名字叫A123 Systems。
在磷酸鋰鐵技術(shù)被發(fā)明出來(lái)5年時(shí)間之后，麻省理工的一位材料科學(xué)與工程學(xué)教授蔣業(yè)明（Yet-Ming Chiang）（來(lái)自臺(tái)灣）創(chuàng)辦了這家磷酸鋰鐵電池公司A123。A123剛開(kāi)張時(shí)，總員工數(shù)只有5人，美國(guó)能源部提供的10萬(wàn)美元科技項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)以及從學(xué)校拿出來(lái)的0.5克材料。
短短幾年之后，到2006年，A123的資本額就激增到1.02億美元，員工人數(shù)超過(guò)250人，手握超過(guò)1億美元的大訂單。這家因?yàn)樘?hào)稱(chēng)擁有納米制程技術(shù)（將磷酸鋰鐵正極材料制造成均勻的納米級(jí)超小顆粒，因顆粒和總表面面積劇增而大幅提電池的高放電功率）而紅極一時(shí)，背后更是得到了美國(guó)能源部、摩托羅拉、通用汽車(chē)、高通、P&G和紅杉創(chuàng)投等巨頭的巨額投資。
業(yè)界人士曾這樣評(píng)價(jià)蔣業(yè)明：“這是一個(gè)非常擅長(zhǎng)營(yíng)銷(xiāo)的商人?！?/p>
美國(guó)的Valence公司也開(kāi)始生產(chǎn)磷酸鐵鋰電池，而向來(lái)唯美國(guó)科技馬首是瞻的臺(tái)灣地區(qū)以及中國(guó)大陸，也開(kāi)始用“鴨子劃水”的方式投身到磷酸鐵鋰產(chǎn)業(yè)。例如僅僅在臺(tái)灣，就有上千家大大小小的電池廠(chǎng)，幾乎全部都沒(méi)有獲得專(zhuān)利授權(quán)。
更要命的是，有些公司利用開(kāi)始在各地瘋狂的搶注專(zhuān)利，許多在臺(tái)面下不愿曝光的從業(yè)者甚至也取得了足以和兩大基礎(chǔ)專(zhuān)利對(duì)抗的技術(shù)專(zhuān)利。
磷酸鐵鋰電池的生產(chǎn)在全球遍地開(kāi)花，然而古迪納夫卻沒(méi)有收到一分錢(qián)的專(zhuān)利使用費(fèi)，一來(lái)沒(méi)有人愿意跟一家深陷專(zhuān)利訴訟官司的機(jī)構(gòu)合作，二來(lái)正好可以渾水摸魚(yú)，免費(fèi)拿來(lái)使用，誰(shuí)會(huì)主動(dòng)付你專(zhuān)利費(fèi)？
這期間，德州大學(xué)-H-Q公司的“維權(quán)聯(lián)盟”中加入了一個(gè)實(shí)力戰(zhàn)將，南方化學(xué)(SUD- CHEMIE)。這家全球最大的化學(xué)磷肥巨頭收購(gòu)了Phostech，從而間接擁有了兩項(xiàng)基礎(chǔ)專(zhuān)利的授權(quán)。這家時(shí)年已經(jīng)150歲的德國(guó)老公司當(dāng)時(shí)正在積極尋求轉(zhuǎn)型，對(duì)鋰電池的興趣要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于肥料。這家公司的CEO甚至揚(yáng)言，磷酸鐵鋰電池業(yè)務(wù)在3年時(shí)間之內(nèi)要達(dá)到其總營(yíng)收的50%。
德州大學(xué)-H-Q-南方化學(xué)“維權(quán)聯(lián)盟”開(kāi)始舉起法律的武器四處出擊了。他們將NTT、A123以及Valence告上法庭，訴訟侵權(quán)公司對(duì)其損失進(jìn)行賠償，每家高達(dá)3.5億~5億美元，對(duì)NTT特別要求重罰到10億。
最終的結(jié)果是，“維權(quán)聯(lián)盟”和NTT最終以庭外和解結(jié)案。德州大學(xué)承認(rèn)“NTT并未竊取其技術(shù)機(jī)密”，但是NTT被迫將所擁有的磷酸鐵鋰電池材料專(zhuān)利授權(quán)給德州大學(xué)。此外，NTT還支付了3000萬(wàn)美元的和解金。
對(duì)外授權(quán)專(zhuān)利的一方反而向?qū)Ψ教湾X(qián)，其實(shí)也就意味著NTT默認(rèn)了偷竊古迪納夫技術(shù)的事實(shí)。
但和A123的官司卻以失敗為告終，原因是A123背后的靠山實(shí)在是過(guò)于強(qiáng)大，不僅有美國(guó)能源部這樣的官方背景，還有通用汽車(chē)這樣的巨頭扶持。作為關(guān)系到未來(lái)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的新能源產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵領(lǐng)域，美國(guó)這樣的大國(guó)怎么會(huì)不樹(shù)立起一兩家標(biāo)桿企業(yè)呢？
而且通用即將在2010年推出Volt，這款被其寄予厚望的純電動(dòng)汽車(chē)采用的就是A123的磷酸鐵鋰電池。如果A123敗訴，Volt也將陷入侵權(quán)糾紛。這顯然也是美國(guó)政府不愿意看到的。
這之后，“維權(quán)聯(lián)盟”又把手伸向了中國(guó)臺(tái)灣，在這座不到4萬(wàn)平方公里的小島上分部了大大小小的上千家電池廠(chǎng)，其中絕大多數(shù)都沒(méi)有專(zhuān)利授權(quán)。因?yàn)榕_(tái)灣出產(chǎn)的電池幾乎全部用來(lái)出口，所以為了避免專(zhuān)利糾紛，這些臺(tái)灣企業(yè)都選擇了“花錢(qián)消災(zāi)”的方式處理此事。
但那些在本土市場(chǎng)就能就地消化的公司，在本國(guó)政府的保護(hù)下，待遇就不一樣了。因?yàn)閷?zhuān)利的戰(zhàn)爭(zhēng)，本質(zhì)上就是國(guó)與國(guó)之間的較量，在保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的漂亮外衣之下隱藏著的，其實(shí)正是國(guó)家利益和商業(yè)利益的考量。
