顛覆性創(chuàng)新的技術(shù)演進特征分析
——基于鋰離子電池案例

曹陽春，張光宇，歐春堯，張 瑤

(1.廣東工業(yè)大學(xué)管理學(xué)院，廣東 廣州 510520；2.廣東工業(yè)大學(xué)創(chuàng)新理論與創(chuàng)新管理研究中心，廣東 廣州 510520)

0 引言

新一輪科技革命催生的以綠色、智能、泛在為特征的顛覆性創(chuàng)新技術(shù)，對主流技術(shù)形成了巨大沖擊甚至顛覆，導(dǎo)致出現(xiàn)技術(shù)間斷和不連續(xù)現(xiàn)象，破壞主流產(chǎn)品的價值基礎(chǔ)和在位企業(yè)的競爭優(yōu)勢，對現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)格局產(chǎn)生了強大的 “歸零效應(yīng)”[1]。如何識別、應(yīng)對和培育顛覆性創(chuàng)新技術(shù)，實施和防范技術(shù)突襲，搶占未來競爭的戰(zhàn)略主動權(quán)，是各國政府和企業(yè)都高度關(guān)注的問題。美國很早就創(chuàng)立了國防高級研究計劃局 (DARPA)、國防創(chuàng)新試驗單元 (DIUx)等一系列高級技術(shù)預(yù)研機構(gòu)，旨在通過顛覆性創(chuàng)新戰(zhàn)略持續(xù)保持領(lǐng)先優(yōu)勢并遏制世界其他力量對美國造成的技術(shù)突襲[2]。顛覆性創(chuàng)新對中國加快建設(shè)創(chuàng)新型國家同樣具有重要戰(zhàn)略意義，以顛覆性創(chuàng)新為動力支撐，是實現(xiàn)中國科技自主可控與趕超引領(lǐng)的重要途徑。把握顛覆性創(chuàng)新的技術(shù)演進特征，對于構(gòu)建顛覆性技術(shù)的識別干預(yù)機制、助力中國在國際科技競爭中實現(xiàn)變軌超車、形成技術(shù)的非對稱競爭優(yōu)勢具有重要的理論研究意義與實踐指導(dǎo)價值[3]。

國內(nèi)外關(guān)于顛覆性創(chuàng)新的技術(shù)特征已經(jīng)開展了多視角研究，既包括顛覆性技術(shù)在整體上的時空特征，如在異軌性、非競爭性和迭代性等方面的表現(xiàn)[4]，也涉及不同類型顛覆性技術(shù)的特征差異，包括低端顛覆、高端顛覆以及跨界整合式顛覆等不同類型顛覆性技術(shù)的異質(zhì)性特征[5]。現(xiàn)有研究成果主要采用對成功案例的后驗分析方式，特征的提取多基于成功路徑的經(jīng)驗總結(jié)，但對顛覆性創(chuàng)新技術(shù)特征的分析多基于靜態(tài)視角，忽略了技術(shù)演進過程中的多階段銜接、多主體互動以及多要素協(xié)同的機制分析。從全過程視角對顛覆性創(chuàng)新的技術(shù)演進特征進行系統(tǒng)分析，并探討各階段的內(nèi)在聯(lián)系與復(fù)雜機理具有重要學(xué)術(shù)價值。本研究基于技術(shù)-組織-環(huán)境 (Technology-Organization-Environment，TOE)分析框架與創(chuàng)新擴散理論，以鋰離子電池技術(shù)為案例研究對象，從全過程視角系統(tǒng)構(gòu)建顛覆性創(chuàng)新技術(shù)演進特征的過程模型，以期深化對顛覆性創(chuàng)新內(nèi)在機理 “黑箱”的探索，并為顛覆性創(chuàng)新技術(shù)的早期識別、特征把握與全過程培育提供借鑒。

1 理論研究現(xiàn)狀及發(fā)展動態(tài)分析

1.1 顛覆性創(chuàng)新的內(nèi)涵及特征

學(xué)者對顛覆性創(chuàng)新概念內(nèi)涵的界定主要分為兩類：技術(shù)與產(chǎn)品視角、產(chǎn)業(yè)與市場視角。在技術(shù)與產(chǎn)品視角方面，早期研究主要關(guān)注顛覆性技術(shù)，主張技術(shù)驅(qū)動是顛覆性創(chuàng)新的主要形式，后發(fā)企業(yè)通過提供價格便宜、性能簡單、使用方便的產(chǎn)品創(chuàng)造新的技術(shù)發(fā)展軌跡，并表現(xiàn)出更快的性能迭代速度，最終實現(xiàn)對主流技術(shù)的市場顛覆[6]；隨后，顛覆性創(chuàng)新的范圍被進一步擴大，除了技術(shù)形式之外，以商業(yè)模式創(chuàng)新為驅(qū)動的創(chuàng)新方式也被囊括進來[7]。在產(chǎn)業(yè)與市場視角方面，學(xué)者主要考慮顛覆性創(chuàng)新的破壞性效應(yīng)，將其界定為發(fā)起于非主流市場并以取代在位企業(yè)為目標(biāo)的創(chuàng)新方式，能夠創(chuàng)造新的價值網(wǎng)絡(luò)，重構(gòu)產(chǎn)業(yè)體系與市場秩序[8]。雖然這兩種視角的切入點不同，但能夠從中總結(jié)出對顛覆性創(chuàng)新定義的共識之處：①顛覆性創(chuàng)新是相對于漸進性創(chuàng)新而言的概念，二者的區(qū)別在于創(chuàng)新水平與市場影響的程度；②顛覆性創(chuàng)新基于全新的技術(shù)范式，能夠重新定義市場的競爭規(guī)則；③顛覆性創(chuàng)新是一個動態(tài)完善的過程，隨著技術(shù)與產(chǎn)品性能的不斷優(yōu)化，逐步從邊緣市場實現(xiàn)對主流市場的顛覆。

對顛覆性創(chuàng)新特征的把握是構(gòu)建其識別培育機制的重要基礎(chǔ)，相關(guān)學(xué)者對顛覆性創(chuàng)新特征的研究總結(jié)如表1所示。顛覆性創(chuàng)新提供了全新的功能、不連續(xù)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或新的所有權(quán)形式，以期來改變市場的性能指標(biāo)或消費者期望[9]。顛覆性創(chuàng)新的發(fā)展不受區(qū)域差異及技術(shù)壁壘限制，通過對多技術(shù)的融合呈現(xiàn)多種技術(shù)特性，促使現(xiàn)行的社會制度及生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)進行重組[10]。有學(xué)者在對數(shù)碼相機、電子閱讀器和iPod等成功樣本分析的基礎(chǔ)上，提出潛在性是顛覆性創(chuàng)新的重要特征[11]。田紅云等[12]將顛覆性創(chuàng)新的特征歸納為非競爭性、初始低端性、簡便性和顧客導(dǎo)向性四個方面。張光宇等[1]認(rèn)為顛覆性創(chuàng)新的特征主要表現(xiàn)為新的技術(shù)軌道、非競爭性、新的價值體系和集中低成本競爭戰(zhàn)略。

表1 顛覆性創(chuàng)新的特征

1.2 顛覆性創(chuàng)新的演化與擴散

創(chuàng)新擴散是指在一定階段內(nèi)通過相關(guān)渠道，創(chuàng)新技術(shù)或產(chǎn)品在經(jīng)濟社會中被廣泛傳播并得到成員的接受[13]。在創(chuàng)新擴散的概念基礎(chǔ)上，顛覆性創(chuàng)新的演化擴散被定義為通過應(yīng)用新技術(shù)改變產(chǎn)品的功能特性，并以更高的競爭能力、技術(shù)價值或更低的價格進入市場，在短期內(nèi)爭取到更多的用戶，繼而對原有的技術(shù)范式、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)或商業(yè)模式造成顛覆，最終占領(lǐng)整個市場[14]。顛覆性創(chuàng)新演化擴散的表現(xiàn)形式主要包括以下三種：一是基于新原理、新發(fā)現(xiàn)的原始創(chuàng)新；二是基于現(xiàn)有技術(shù)的集成創(chuàng)新與應(yīng)用；三是成熟技術(shù)的轉(zhuǎn)移與組合應(yīng)用[15]。從顛覆過程來看，相較維持性創(chuàng)新而言，顛覆性創(chuàng)新的技術(shù)優(yōu)勢以及市場生存能力更強，逐漸逼退乃至取代已有的維持性創(chuàng)新，最終領(lǐng)導(dǎo)市場，所以其發(fā)展過程也可以理解為新技術(shù)進入市場直至占領(lǐng)市場的過程[16]。

隨著顛覆性創(chuàng)新研究的不斷深化，學(xué)界對于顛覆性創(chuàng)新的基本認(rèn)識漸趨一致，主要從技術(shù)或市場等角度出發(fā)，強調(diào)新技術(shù)與演化路徑引發(fā)產(chǎn)業(yè)格局變革的顛覆潛力。可以看出，顛覆性創(chuàng)新理論從概念內(nèi)涵到產(chǎn)生發(fā)展，涉及層面從單一企業(yè)主體到產(chǎn)業(yè)層面、技術(shù)創(chuàng)新與組織動態(tài)演化到實現(xiàn)價值創(chuàng)造與傳遞模式的重構(gòu)融合與創(chuàng)新，已經(jīng)積累了相當(dāng)豐富的成果，但仍存在以下研究缺口。首先，顛覆性創(chuàng)新是一個由多主體參與、多要素協(xié)同、多階段銜接的動態(tài)復(fù)雜過程，顛覆性創(chuàng)新過程中的技術(shù) “引爆點”和 “臨界態(tài)”特征是為構(gòu)建顛覆性創(chuàng)新識別干預(yù)機制提供理論與方法支撐的關(guān)鍵，已有學(xué)者關(guān)注到此問題但尚未有效解決。其次，顛覆性創(chuàng)新的技術(shù)演進過程包括技術(shù)選擇、市場選擇、市場建立、市場擴大和范式形成等階段，其演進特征也與所處的階段相關(guān)且各不相同，在探討顛覆性創(chuàng)新技術(shù)演進與市場擴散過程時，對于不同階段的典型特征、不同類型的影響因素研究還不夠全面，特別是各要素對顛覆性創(chuàng)新技術(shù)演進的組合效應(yīng)及潛在影響還有待進一步深入。

2 研究方法與案例選取

2.1 研究方法

本文選用探索性單案例研究方法，主要基于以下思考：①根據(jù)Yin[17]對案例研究方法的界定，案例研究能夠通過資料分析對尚未明晰的復(fù)雜現(xiàn)象進行理論提煉，有效解答 “為什么”和 “如何”等問題；②案例研究對涉及多主體、多階段的復(fù)雜問題更有優(yōu)勢，有助于對復(fù)雜階段進行明確劃分和科學(xué)提煉；③單案例研究更有助于對研究對象進行深度聚焦。

選擇鋰離子電池技術(shù)來分析顛覆性創(chuàng)新技術(shù)演進特征的原因如下：①能源領(lǐng)域的高效儲能技術(shù)正在不斷侵蝕傳統(tǒng)化石能源的市場主導(dǎo)地位，鋰離子電池技術(shù)作為儲能領(lǐng)域最具應(yīng)用前景的技術(shù)之一，具有典型代表性和時代價值性；②鋰離子電池技術(shù)自誕生以來經(jīng)歷了幾十年的技術(shù)完善與創(chuàng)新突破，從邊緣市場逐步向主流市場侵蝕，最終占據(jù)主導(dǎo)地位，是從全過程視角探討不同階段顛覆性創(chuàng)新技術(shù)演進特征的優(yōu)質(zhì)對象。案例的研究數(shù)據(jù)主要來源于公開的二手?jǐn)?shù)據(jù)，如相關(guān)企業(yè)網(wǎng)站、期刊文獻、行業(yè)專著、新聞報道以及網(wǎng)絡(luò)其他材料，以此作為研究基礎(chǔ)的原因包括：①由于案例資料涉及幾十年的發(fā)展歷程，時間跨度大，通過二手?jǐn)?shù)據(jù)能夠更加客觀、準(zhǔn)確地還原鋰離子電池的技術(shù)演進歷程；②研究旨在系統(tǒng)科學(xué)地構(gòu)建顛覆性技術(shù)的演進特征模型，涉及技術(shù)演進歷程的階段劃分以及關(guān)鍵因素提煉，二手?jǐn)?shù)據(jù)更加契合系統(tǒng)科學(xué)的研究范式[18]。

2.2 案例介紹

(1)鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展動態(tài)。19世紀(jì)80年代，電池工業(yè)被認(rèn)為已經(jīng)相當(dāng)成熟，鋅錳電池、鎳鎘電池成為當(dāng)時的主流技術(shù)方向。1991年日本索尼公司發(fā)明了以炭材料為負(fù)極、以含鋰的化合物作正極的鋰電池，開啟了鋰離子電池的商業(yè)化之路，消費電子產(chǎn)品的儲能裝置開始發(fā)生變革，鋰離子電池逐步取代傳統(tǒng)電池，成為便攜電子器件的主要儲能裝置。與鉛酸電池、鎳氫電池、鎳鎘電池等其他二次電池 (充電電池)相比，鋰離子電池問世的時間最晚，但由于鋰離子電池能量密度大、安全性能相對更優(yōu)、沒有記憶效應(yīng)等優(yōu)勢，加上鋰離子電池相對市場其他二次電池更加環(huán)保 (不含鉛、鎘、汞等污染元素)，自問世以來便受到市場的廣泛認(rèn)可。從圖1所示的對全球二次電池市場規(guī)模的統(tǒng)計情況來看，隨著技術(shù)性能的不斷完善，鋰離子電池不斷追趕直至超越鉛酸電池，成為市場規(guī)模最大的二次電池產(chǎn)品。

圖1 2000年以來全球主要二次電池的市場規(guī)模

從發(fā)展階段的時間和區(qū)域看，全球鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展態(tài)勢可以用 “中日韓三國演義”來概括，興起于日本，韓國緊接其后，中國后來居上。20世紀(jì)的最后十年，鋰離子電池產(chǎn)業(yè)幾乎完全由日本壟斷，隨后產(chǎn)業(yè)鏈條開始向中韓兩國延伸。21世紀(jì)的初始十年，中韓兩國開始布局對日本鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的追趕之路，韓國以三星與LG為代表的企業(yè)依靠自動化生產(chǎn)的強大創(chuàng)新能力來降低成本，逐步在中高端市場上超越日本，使得日本產(chǎn)業(yè)巨頭被迫兼并重組 (2009年，曾經(jīng)是全球最大的鋰離子電池企業(yè)的三洋電機被松下兼并)或者退出市場 (東芝、NEC退出鋰離子電池市場)；中國以比亞迪、天津力神、ATL為代表的企業(yè)依靠半機械化半手工的 “比亞迪模式”，也在鋰離子電池市場強勢崛起，迅速搶占中低端市場。隨著中韓鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，不僅實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)從無到有的壯大過程，而且在鋰離子電池的諸多技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了對日本的趕超。21世紀(jì)的第二個十年，中國加速對日韓鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的超越進程，大力推行新能源汽車政策組合工具，在新能源汽車需求的帶動下，中國鋰離子電池及相關(guān)材料產(chǎn)業(yè)在短短幾年迅速實現(xiàn)了對日韓產(chǎn)業(yè)規(guī)模的超越，同時在技術(shù)能力與制造能力上也取得了長足進步，逐步向中高端產(chǎn)品市場邁進。

(2)鋰離子電池的關(guān)鍵技術(shù)框架。鋰離子電池主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間的移動來進行能量的傳遞工作，在充電環(huán)節(jié)，鋰離子從正極脫嵌，在電解液中游動穿過隔膜嵌入負(fù)極，負(fù)極處于富鋰狀態(tài)，放電環(huán)節(jié)則相反。這一能量傳輸過程涉及的主要材料包括正極材料、負(fù)極材料、電解液 (液態(tài)電解質(zhì))和隔膜 (見圖2)，也是鋰離子電池技術(shù)框架的四大關(guān)鍵模塊[19]。

圖2 鋰離子電池的關(guān)鍵技術(shù)框架

3 顛覆性創(chuàng)新技術(shù)演進特征的案例分析

3.1 鋰離子電池技術(shù)演進的過程解構(gòu)

鋰離子電池的大規(guī)模應(yīng)用對新一輪工業(yè)革命進程具有重要推動作用，讓移動通信終端的智能化得以實現(xiàn)，信息的交流溝通變得異常便捷和迅速，其應(yīng)用所帶來的筆記本電腦的普及也讓人類開始進入移動辦公時代。當(dāng)下，如火如荼開展的新能源汽車?yán)顺弊屩悄芙煌ǖ那熬叭找媲逦徊痪茫阡囯x子電池技術(shù)基礎(chǔ)上實現(xiàn)的智能電網(wǎng)設(shè)施以及工業(yè)生產(chǎn)新模式將會助力人類生產(chǎn)生活進入智能化的更高階形態(tài)。鋰離子電池技術(shù)從20世紀(jì)90年代問世以來，經(jīng)過近30年的技術(shù)積累與創(chuàng)新突破，技術(shù)的發(fā)展水平深度與應(yīng)用領(lǐng)域廣度都取得了顯著進展。可以預(yù)見，隨著鋰離子電池技術(shù)的不斷進步，其商業(yè)化落地場景將會更加拓展豐富，能夠助力新一輪技術(shù)變革的浪潮。通過對鋰離子電池技術(shù)演化階段的關(guān)鍵歷程與社會情景分析，可以將其劃分為以下五個重要階段。

(1)愿景構(gòu)筑。在愿景構(gòu)筑階段，20世紀(jì)60至70年代的石油危機迫使人們開始尋找新的可替代能源，同時軍事、航空、醫(yī)藥等領(lǐng)域?qū)┠茈娫吹男阅芴岢鲂碌囊螅瑐鹘y(tǒng)的電池已經(jīng)不能滿足高能量密度電源的需求。由于金屬材料中的鋰元素比重小、能量密度大，因此進入電池設(shè)計者的視野。1962年在波士頓召開的電化學(xué)學(xué)會會議上，來自美國軍方的Chilton 和Cook提出了 “鋰非水電解質(zhì)體系”的設(shè)想，雖然由于存在諸多技術(shù)限制使得當(dāng)時這一設(shè)計只能停留在概念上，但Chilton和Cook的設(shè)計理念拉開了鋰電池研究的序幕。我國對鋰離子電池的技術(shù)研究起步較晚，始于1978年中國第一個固體離子學(xué)實驗室的成立，國內(nèi)鋰離子電池研究的戰(zhàn)略布局由此開始。

(2)技術(shù)實驗。在技術(shù)實驗階段，由于鋰離子電池技術(shù)的復(fù)雜性與集成性，電池設(shè)計人員主要從其四大核心技術(shù) (正極、負(fù)極、隔膜、電解質(zhì))中尋求技術(shù)突破。1970年，美國軍方合成新型正極材料——碳氟化物，擬用于太空探索的能源需求。同一階段，日本松下電器也成功制備了結(jié)晶碳氟化物，作為鋰原電池正極材料，并于1973年在漁船上進行氟化碳鋰原電池的裝配試驗。國內(nèi)的鋰離子電池在技術(shù)實驗階段重點圍繞導(dǎo)體技術(shù)的研究，在 “六五”和 “七五”時期，中國科學(xué)院將鋰離子導(dǎo)體研究作為重大項目進行技術(shù)攻關(guān)。

(3)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建。在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建階段，鋰離子電池技術(shù)的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)開始顯現(xiàn)。鋰原電池的成功研制引發(fā)了二次電池研究的浪潮，市場前景開始清晰，這對鋰二次電池的發(fā)展起到了極為關(guān)鍵的推動作用，加上這一階段中的技術(shù)創(chuàng)新積累，不同領(lǐng)域的公司開始加入創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)之中，鋰離子電池的成熟模型逐步顯現(xiàn)。Exxon公司從1972年開始對鋰二次電池的研究，對電池的正負(fù)極材料及電解液進行了一系列嘗試；1985年，Moli Energy公司推出以金屬鋰為負(fù)極的電池，吉野彰在Goodenough的研究成果啟發(fā)下發(fā)明了鋰離子電池的原型。這一階段的技術(shù)嘗試取得了極大進步，但由于電池技術(shù)的安全性問題，很多嘗試沒有實現(xiàn)商品化，如Moli Energy公司最終因為電池起火事故而退出市場。國內(nèi)在這一階段對鋰離子電池的研究開始發(fā)揮研究機構(gòu)的協(xié)同創(chuàng)新作用，1987年863計劃開始啟動，組織了全國11個研究單位開展對鋰電池的技術(shù)攻關(guān)，科技力量整合工作得到重視。

(4)創(chuàng)新擴散。在創(chuàng)新擴散階段，鋰離子電池技術(shù)成功進入商業(yè)化推廣時期，迅速得到企業(yè)和消費者的認(rèn)可，并開始發(fā)起向傳統(tǒng)電池的市場侵蝕。1991年，索尼公司在獲得吉野彰的電池成果后發(fā)布了首個商用鋰離子電池，隨后，鋰離子電池開啟對消費電池產(chǎn)品的能源變革。1993年，美國Bellcore采用PVDF工藝制造聚合物鋰離子電池。國內(nèi)企業(yè)也迅速瞄準(zhǔn)鋰離子電池市場，1996年成功研制移動電話、攝像機用18650型電池，此后，相關(guān)企業(yè)紛紛建成投產(chǎn)，1999年暴龍工業(yè)有限公司投產(chǎn)，2000年TCL金能電池有限公司投產(chǎn)，后發(fā)企業(yè)的巨大活力推動中國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)迅速崛起。

(5)產(chǎn)業(yè)培育。在產(chǎn)業(yè)培育階段，鋰離子電池技術(shù)的應(yīng)用場景進一步拓展，鋰離子電池開啟了爆發(fā)式的應(yīng)用擴散過程。2000年后，鋰離子電池成為手機領(lǐng)域的主要供能裝置；2008年2月，特斯拉交付了第一輛Roadster，鋰離子電池在新能源汽車領(lǐng)域逐步推廣。隨著高功率鋰離子電池技術(shù)的逐漸成熟，世界主要廠商均推出以鋰離子電池為能源裝置的電動工具產(chǎn)品，鋰離子電池在電子產(chǎn)品領(lǐng)域更是得到了全面應(yīng)用。國內(nèi)在鋰離子電池技術(shù)上的前期積淀在這一時期得到了反饋，以比亞迪、天津力神、ATL為代表的企業(yè)強勢崛起，迅速搶占中低端市場，并逐步向中高端產(chǎn)品市場邁進。根據(jù)2018年鋰離子電池的市場銷售數(shù)據(jù)，中國有六個鋰離子電池企業(yè)位居世界市場占有率前十，其中寧德時代新能源科技有限公司以37.23%的占有率位居首位，中國鋰離子電池企業(yè)整體步入國際先進行列。

3.2 鋰離子電池技術(shù)演化的特征分析

TOE框架在創(chuàng)新擴散理論的基礎(chǔ)上，強調(diào)技術(shù)情境、組織情境和環(huán)境情境的多層次應(yīng)用情境對技術(shù)演化階段的影響[20]。隨著TOE框架的發(fā)展與不斷完善，已被廣泛應(yīng)用于組織管理、價值創(chuàng)造和創(chuàng)新管理等領(lǐng)域。在具體應(yīng)用中，TOE框架還能夠根據(jù)研究對象的不同對框架進行調(diào)整與適配，具有較好的適用性。

對鋰離子電池技術(shù)的演進階段分析可以發(fā)現(xiàn)，在不同的階段中，技術(shù)、組織與環(huán)境維度的要素活躍程度有所區(qū)別，每個階段的主導(dǎo)要素也有所不同。在愿景構(gòu)筑與技術(shù)實驗階段，技術(shù)要素發(fā)揮關(guān)鍵主導(dǎo)作用，核心技術(shù)的攻克能加快鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展進程；在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建階段，企業(yè)的創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)與研究機構(gòu)的協(xié)同創(chuàng)新對鋰離子電池技術(shù)的創(chuàng)新作用明顯增強，并且政府在這一階段能夠起到重要的催化作用；到了創(chuàng)新擴散與產(chǎn)業(yè)培育階段，關(guān)鍵技術(shù)達到商業(yè)化標(biāo)準(zhǔn)，市場空間日益擴大，隨著產(chǎn)業(yè)鏈及市場生態(tài)基本成型，市場需求推動逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。在鋰離子電池技術(shù)演化的五個重要階段基礎(chǔ)上，從技術(shù)、組織和環(huán)境維度可以對演化特征和關(guān)鍵要素進行歸納分析，如圖3所示。

圖3 鋰離子電池的技術(shù)演化特征模型

(1)技術(shù)維度,包括研發(fā)層與應(yīng)用層。研發(fā)層指的是鋰離子電池關(guān)鍵共性技術(shù)的研究，主要包括負(fù)極材料、正極材料、電解液與隔膜技術(shù)。負(fù)極材料與正極材料是鋰離子電池在愿景構(gòu)筑期、技術(shù)實驗期與網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建期最重要的技術(shù)瓶頸，電解液與隔膜技術(shù)是在產(chǎn)品雛形顯現(xiàn)之后配套技術(shù)的重點關(guān)注方向，隨著產(chǎn)品的出現(xiàn)與應(yīng)用領(lǐng)域的推廣，對材料性能的迭代與安全屬性的保障成為技術(shù)不斷完善的新要求。從研發(fā)層來看：首先，鋰離子電池設(shè)計與實驗的反復(fù)嘗試突顯了顛覆性技術(shù)演進過程中的復(fù)雜性與動態(tài)性，負(fù)極材料經(jīng)歷了金屬鋰—石墨—硬碳—石墨—金屬鋰的材料循環(huán)變遷，關(guān)鍵技術(shù)的突破使得創(chuàng)新軌道處于不斷躍遷的過程之中，之前未能實現(xiàn)的軌道躍遷可以隨著技術(shù)突破成為可能；其次，鈷酸鋰雖然是應(yīng)用最早、工藝最成熟的正極材料，但卻受鈷資源含量的限制開始嘗試鎳酸鋰和錳酸鋰的替代實驗，表明可持續(xù)轉(zhuǎn)型是新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的最終趨勢；最后，電解液和隔膜技術(shù)是當(dāng)下鋰離子電池循環(huán)性能和安全性能提升的重要方向，配套技術(shù)同樣對顛覆性創(chuàng)新發(fā)揮著關(guān)鍵作用，是產(chǎn)品性能發(fā)展和優(yōu)化提升的有效方向。

在應(yīng)用層，顛覆性技術(shù)進入市場的前提是尋找用戶的使用訴求，通過核心技術(shù)創(chuàng)新進行變軌躍遷，在加入行業(yè)創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)上實現(xiàn)技術(shù)價值和拓展市場空間。鋰離子電池的產(chǎn)生源于石油危機導(dǎo)致對替代性能源的思考以及在軍事等特殊場景的高性能需求，特殊群體的訴求被敏感的市場所把握，以此提出顛覆性技術(shù)的價值主張。隨著實驗的開展與核心技術(shù)進步，停留在概念上的產(chǎn)品不斷得到完善，并開始在部分領(lǐng)域進行實踐應(yīng)用。隨著創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)中的企業(yè)主體不斷增加，產(chǎn)品的原型開始顯現(xiàn)，當(dāng)首個鋰離子電池可以進行商業(yè)化生產(chǎn)時，市場的動力被充分激發(fā)，后發(fā)企業(yè)迅速跟進并搶占市場空間，市場應(yīng)用領(lǐng)域被充分拓展，鋰離子電池技術(shù)呈現(xiàn)出爆發(fā)式應(yīng)用擴散的趨勢，掀起了電子消費產(chǎn)品的能源技術(shù)革命。

(2)組織維度。在組織維度，鋰離子電池的演化脈絡(luò)可以劃分為外部知識獲取、共同第三方嵌入、形成齊美爾連接、引導(dǎo)價值共創(chuàng)與穩(wěn)固網(wǎng)絡(luò)協(xié)作五個階段。一是外部知識獲取，當(dāng)創(chuàng)新主體制定顛覆性技術(shù)的趕超策略時，異質(zhì)性知識的獲取需求便開始形成，為了在技術(shù)發(fā)展初期適應(yīng)和加快研發(fā)進程，創(chuàng)新主體會通過優(yōu)化組織結(jié)構(gòu)和整合內(nèi)外部創(chuàng)新資源來為顛覆性技術(shù)研發(fā)做準(zhǔn)備，主動引入外部創(chuàng)新知識和資源。二是共同第三方嵌入，隨著技術(shù)實驗期核心技術(shù)的攻克難度、知識密度的制約以及企業(yè)合作風(fēng)險的出現(xiàn)，創(chuàng)新能力的提升速度逐步趨緩，通過構(gòu)建公共技術(shù)平臺或產(chǎn)學(xué)研合作機制的方式成為促進技術(shù)提升的有效手段。三是形成齊美爾鏈接，創(chuàng)新主體間的共同價值需求得到強化，企業(yè)和科研機構(gòu)等多主體的深度合作達成共識，企業(yè)間的利益沖突得到有效緩解，多方的穩(wěn)定合作關(guān)系逐步穩(wěn)定，最為典型的就是中國通過863計劃聯(lián)合11個相關(guān)單位共同開展鋰離子電池的協(xié)作研發(fā)工作，政府主導(dǎo)的方式降低了技術(shù)和市場風(fēng)險，通過整合異質(zhì)性知識有利促進鋰離子電池技術(shù)演進進程。四是引導(dǎo)價值共創(chuàng)，鋰離子電池成功進入商業(yè)化推廣階段，企業(yè)與企業(yè)之間的創(chuàng)新合作、企業(yè)與用戶之間的需求反饋引導(dǎo)新市場多元主體價值共創(chuàng)的實現(xiàn)，企業(yè)根據(jù)目標(biāo)市場領(lǐng)先用戶與主流用戶的反饋進行產(chǎn)品的動態(tài)調(diào)整，并關(guān)注潛在用戶的價值需求以探索還未涉及的利基市場和新市場。五是穩(wěn)固網(wǎng)絡(luò)協(xié)作，鋰離子電池的產(chǎn)業(yè)鏈體系與消費者價值共創(chuàng)網(wǎng)絡(luò)進一步完善，改變了傳統(tǒng)的組織二元鏈接現(xiàn)象，價值網(wǎng)絡(luò)的連接效率得到有效提升，為技術(shù)創(chuàng)新與市場擴散提供了堅實基礎(chǔ)。

(3)環(huán)境維度，主要包括政策層與市場層。鋰離子電池技術(shù)的演進發(fā)展與政府助力密不可分，美國軍方對能源性能的要求提升催生了 “非水電解質(zhì)”電池設(shè)計理念的誕生，隨后在太空探索中利用合成的新型正極材料，政策導(dǎo)向引導(dǎo)社會資本向顛覆性技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)關(guān)注。鋰離子電池在進入產(chǎn)品生產(chǎn)和市場推廣過程中，最令消費者關(guān)注的是其安全性能，Moli Energy安全事故以及索尼群山工廠大火事件之后，日本積極推行電池技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和安全標(biāo)準(zhǔn)的制定，對鋰離子電池進行最嚴(yán)苛的針刺檢測，也形成了日本鋰離子電池技術(shù)水平在世界公認(rèn)的No.1地位。韓國為了實現(xiàn)對日本的技術(shù)趕超，對鋰離子電池的相關(guān)零件和材料進口關(guān)稅進行逐步減免，并通過設(shè)立電池材料研究中心和電池技術(shù)評估中心進行產(chǎn)業(yè)支持，此外，還通過設(shè)立人才培訓(xùn)中心對相關(guān)技術(shù)人員進行教育和培訓(xùn)。中國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)從一開始就處于政府的大力扶持之中，從固體離子學(xué)實驗室的成立、中科院重大項目立項、863項目計劃支持以及產(chǎn)業(yè)保護空間的建立，在技術(shù)方向與市場前景不明朗的階段中，政府起到了關(guān)鍵的政策保護和資源凝聚作用，從國家層面給予大力支持，營造了良好的發(fā)展空間。

在市場層，國內(nèi)外鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展歷程可以歸納為以下五個階段：一是識別創(chuàng)新機會，軍事應(yīng)用的特殊性能催生了對體積小、容量大供能裝置的需求，概念上的電池設(shè)計也由此誕生，為鋰離子電池技術(shù)的發(fā)展提供了創(chuàng)新機會，也為鋰離子電池的研究動力奠定了堅實基礎(chǔ)；二是明確價值主張，創(chuàng)新愿景構(gòu)筑之后，企業(yè)開始探索鋰離子電池的技術(shù)發(fā)展軌道與未來場景應(yīng)用，松下電器等知名電器企業(yè)開始超前布局鋰離子電池領(lǐng)域的研究；三是加強網(wǎng)絡(luò)協(xié)同，為了提升鋰離子電池技術(shù)商業(yè)化落地的進程，企業(yè)和科研機構(gòu)開始加強技術(shù)合作，并探索容易切入的利基市場以尋求技術(shù)應(yīng)用與轉(zhuǎn)化，創(chuàng)新主體開始尋求齊美爾連接以形成穩(wěn)定的合作聯(lián)盟，不僅有效避免了市場的不確定風(fēng)險，也為鋰離子電池技術(shù)提供了更加多元的應(yīng)用場景；四是侵入目標(biāo)市場，在實現(xiàn)商業(yè)化落地標(biāo)準(zhǔn)之后，在位企業(yè)帶動后發(fā)企業(yè)向傳統(tǒng)產(chǎn)品體系進行侵蝕，發(fā)起對主流技術(shù)的市場進攻；五是拓展市場空間，隨著技術(shù)性能的不斷優(yōu)化與商業(yè)模式的日漸成熟，鋰離子電池市場逐步擴大直至變革傳統(tǒng)電子產(chǎn)品領(lǐng)域市場。

4 結(jié)論與展望

鋰離子電池作為一項顛覆性創(chuàng)新技術(shù)，在其誕生發(fā)展的演化過程中面臨著諸多障礙，尤其是在鋰離子電池的早期研發(fā)階段，電池的能量轉(zhuǎn)化率、循環(huán)性能以及安全性能都較差，容易出現(xiàn)電池爆炸等事故。顛覆性創(chuàng)新技術(shù)除了對目標(biāo)產(chǎn)品領(lǐng)域的影響之外，由于技術(shù)體系涉及多項分支，這些技術(shù)對行業(yè)結(jié)構(gòu)的共同破壞會使得技術(shù)的發(fā)展面臨更大阻力，其形成過程和演進特征會比理論上的研究更為復(fù)雜。通過對鋰離子電池技術(shù)發(fā)展概況與演進特征分析，可以得到以下結(jié)論：

第一，可持續(xù)轉(zhuǎn)型是顛覆性創(chuàng)新技術(shù)產(chǎn)生的重要背景，也是新技術(shù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的最終趨勢。特殊群體和應(yīng)用場景的技術(shù)訴求能夠通過價值機會識別形成新的價值主張，在技術(shù)突破和市場擴散的基礎(chǔ)上最終完成對整個市場空間的顛覆性價值創(chuàng)造過程。

第二，顛覆性創(chuàng)新技術(shù)的演進過程具有復(fù)雜性與動態(tài)化的特征，關(guān)鍵技術(shù)的突破使得發(fā)展軌道處于不斷躍遷的動態(tài)過程之中，之前未能實現(xiàn)的軌道躍遷可以隨著技術(shù)突破成為可能。除了核心技術(shù)的推動之外，配套技術(shù)同樣對顛覆性創(chuàng)新發(fā)揮著關(guān)鍵作用，是產(chǎn)品性能發(fā)展和優(yōu)化提升的有效方向。

第三，異質(zhì)性知識的獲取、組織結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建是企業(yè)開展顛覆性創(chuàng)新的重要途徑，能夠為技術(shù)創(chuàng)新與市場擴散提供堅實基礎(chǔ)。為了提升顛覆性創(chuàng)新技術(shù)的創(chuàng)新效能和產(chǎn)業(yè)化進程，需要形成以核心企業(yè)為關(guān)鍵節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)協(xié)作關(guān)系，積極促進多元主體創(chuàng)新機制的形成。

第四，政府在顛覆性創(chuàng)新技術(shù)發(fā)展初期能夠發(fā)揮關(guān)鍵的政策保護和資源凝聚作用，為了保障技術(shù)創(chuàng)新行為的持續(xù)性，政府需要根據(jù)技術(shù)演進階段的不同情況進行頂層設(shè)計的完善，加大對顛覆性創(chuàng)新技術(shù)的政策支持力度，為技術(shù)的研發(fā)轉(zhuǎn)化構(gòu)建穩(wěn)定的生態(tài)保護空間，提升技術(shù)研發(fā)轉(zhuǎn)化的成功率。