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固態電池到底是不是PPT階段?固態電池為什么上車難?業內關于固態電池的熱議一浪高過一浪。
近日,兩則關于固態電池重磅消息吸引了華夏儲能(公眾號hxcn3060)的注意。
一是,日前國內第389批新車公告發布,其中最引人注目的一款——智己L6 Max光年版,這款三十萬元檔的中端電動車,搭載的是固態電池;
另一則是產線消息。華夏儲能獲悉,近日,清陶固態電池西南產業基地正式啟動,該項目計劃總投資達100億元,將建成四川成都首條半固態電池生產線,年產能達15GWh。
也就是說,清陶能源的固態電池,不僅僅產能建設提速,并且已在智己L6"上車"了。
當前,一邊是儲能與電動汽車對電池能量密度提升的迫切需求,一邊是此起彼伏的鋰電池自燃事故,而集高能量密度和高安全于一身的固態電池,成了行業的"希望之星"。
龍頭企業紛紛加碼,正是希望掌握下一代動力電池和儲能電池的話語權。清陶能源這家成立于2016年的電池新秀,也是其中之一。
背靠北汽、上汽、廣汽三大車廠巨頭,清陶能源發展迅速,在今年登上胡潤研究院發布的"2024全球獨角獸榜"。清陶是何以快速成長為行業獨角獸的?
師徒之緣,成于事業
清陶能源成立于2016年,脫胎于中國科學院院士、清華大學教授南策文的固態鋰電池成果轉化項目。溯源這份鋰電事業,可以從南策文的求學故事講起了。
南策文是清陶能源的"靈魂人物",他于1962年生于湖北浠水。出生于偏僻小城,青年時代的南策文對"如何規劃大學專業"這件事并沒有多少了解,因此,在高考填報志愿時,很偶然選擇了"玻璃專業"。1982年,南策文從華東理工大學畢業,獲得無機材料系玻璃專業學士學位,1985年,獲該校碩士學位,1992年,又獲武漢理工大學博士學位。
1999年,他以教育部長江學者特聘教授的身份來到清華大學工作。2002年是南策文人生的一個轉折點。當年,國家"973"計劃"功能陶瓷"項目立項,這是該計劃中唯一與陶瓷材料相關的項目,激烈競爭之下,南策文功能陶瓷研究團隊最終憑借實力脫穎而出。
自2002年至今,南策文一直擔任該項目的首席科學家,并在2011年當選為中國科學院院士。
也是從2002年起,南策文著手將之前的理論成果實現產業化,同時組建課題組,研究固態鋰電池材料。
次年,一個名叫馮玉川的年輕人考入了清華大學材料科學與工程系,畢業后繼續攻讀碩士學位,跟隨的導師正是南策文。馮玉川由此進入了南策文院士團隊,開始了固態鋰電池研究工作。
馮玉川也許不會想到,這段師生緣卻成為其日后電池事業的起點。
2015年,南策文帶隊參加清華大學"昆山周"活動。期間,他深深被昆山的營商環境、優惠政策吸引,于是在次年11月帶著馮玉川等人在昆山開發區成立了清陶能源,投身固態電池產業。馮玉川擔任公司的董事長,而南策文的另一名學生李錚也成為聯合創始人,擔任總經理。
彼時清陶能源已經有了一定的固態電池技術積累,然而固態鋰電池這一技術路線,仍處于實驗室階段,距離產業化還很遙遠。清陶能源便積極致力于加速推動技術成果的落地。
成立兩年后,2018年11月,清陶能源就建成全國首條固態鋰電池量產線,完成了固態鋰電池技術從實驗室到市場的華麗轉身;
2020年,清陶能源又建成了全球首條固態動力鋰電池規模化量產線,產能也由0.1GWh跨越到了1GWh;
同年,搭載清陶能源固態電池系統的哪吒U純電動汽車樣車正式下線。這是國內首次公開的可行駛的固態電池樣車,也是清陶能源在固態電池的產業化進程上的成果首秀。
2021年,清陶能源估值已超百億。
融資近十輪,"借力"巨頭
近年來,清陶能源的產能建設步步為營。截至目前,除了擬建的西南產業基地,公司已經在內蒙古烏海(10GWh)、江西宜春(10GWh)、江蘇昆山(10GWh)、浙江臺州(20GWh)、四川成都(15GWh)設有生產基地,總規劃產能高達65GWh。
龐大的產能背后,有多輪融資的加持。華夏儲能經公開資料梳理,清陶能源顯然是產業投資人的"寵兒",迄今已完成10輪融資。
早在2015年,峰瑞資本作為"伯樂"發掘了南策文院士團隊,在大量調研后決定投資。彼時,清陶能源的估值僅為幾千萬元;2016年,峰瑞資本先后兩次大手筆出資,清陶能源短期內迅速完成了A輪和B輪兩輪的融資。
2019年,清陶能源完成C輪融資,峰瑞資本跟投。從本輪資方來看,投資主導方已經成為產投機構,包括北汽和中銀投資。同一年,清陶能源又拿下了C+輪融資,北汽領投,昆山國科創投和峰瑞資本跟投。
2020年,清陶能源完成了E+輪融資,這次由上汽集團領投,昆山國創投資集團、淮安市淮上英才創投跟投。
同年,清陶又完成了E++輪融資,這次的投資方為廣汽資本。
2021年,清陶能源完成F輪融資,上海科創基金領投,新鼎資本、科森科技、峰瑞資本、上海博福等機構參與。
至此,清陶能源的估值已達百億級。
2023年5月,上汽集團再對清陶能源進行增資擴股,并達成戰略合作。根據協議,上汽集團追加投資不超過27億元。
上汽集團籍此成為清陶能源第一大機構投資者,清陶能源的估值更是抬高至約245億元。
如果說峰瑞資本是清陶能源的"伯樂",那么上汽集團可以說是清陶能源的"摯友"。
上汽集團不僅帶來了資金,更帶來了產業資源:早在2022年7月,上汽集團就與清陶能源共同設立了固態電池聯合實驗室,以推動固態電池材料、電芯與系統的聯合開發,加快推進固態電池產品的量產裝車。
增資擴股后不久,上汽集團又與清陶能源合資成立了上海上汽清陶能源科技有限公司,注冊資本10億元人民幣,其中清陶能源持股51%,上汽集團持股49%。
上汽集團與清陶能源的深度合作,是行業內整車企業與核心供應商的合作樣本,雙方都嘗到了甜頭。
2024年4月,上汽旗下智己汽車智己L6新車型正式上市,定位為"超級智能轎車"。該車搭載的正是與清陶能源共同研發的第一代固態電池。據介紹,該固態電池單體能量密度達368Wh/kg,且成本與彼時三元鋰電池成本相當,在產品性能和成本上均具優勢。
而日前公布的智己L6 Max光年版本,搭載的是清陶能源的新一代固態電池「光年」。
上汽集團還披露,到2025年智己、飛凡、榮威、MG等品牌新推出的車型,也將搭載新一代固態電池。
清陶能源則通過與上汽集團等整車巨頭合作,快速積累從電芯到整車系統級的量產經驗,加速產業化進程。
技術前沿,前景可期
實現裝車,這無論是對清陶能源還是固態電池行業,都是一個里程碑事件。
不過,華夏儲能注意到,智己L6搭載的固態電池并不是真正意義上的全固態電池,其不僅保留了隔膜,還保留了一定比例的電解液。
對于全固態電池和半固態電池的區別,南策文曾有個形象的對比,"做液態鋰離子電池,就像我們和沙子攪水泥鋪地面,加水就可以讓石子、沙子與水泥調和。但在全固態電池上,沒有液態物質參與。"因此,如何解決固態跟固態材料的界面問題并保證有效物質的活性,挑戰很大。
根據清陶能源公布的固態電池產業化路線圖,至少要歷經三代產品才能真正成熟:
第一代固態電池量產僅需30%的設備替換,可實現與液態鋰電池相當的成本;
第二代準固態電池的電解液含量將降低至5%以下,并實現20%成本降低,預計2025年開始規模搭載于上汽MG等車型上;
第三代全固態電池可實現超過500Wh/kg的能量密度,并計劃于2026年四季度以40%的降本實現量產、2027年實現裝車交付。
公開資料顯示,清陶能源的第二代準固態電池已完成了小試并進入中試,其電解液的含量已經低于5%,能量密度為400—500Wh/kg;而第三代全固態電池已經完成了實驗室階段的驗證,正在進行產線的設計和工藝開發相關工作。
對照路線圖,清陶能源的產業化正在實現突破,規模上車時間"預計為2025年"。
業內公認的固態電池技術路線,根據電解質材料不同,分為聚合物、氧化物、硫化物和鹵化物幾大技術路線。
其中,硫化物固態電解質因其多個性能特性,被認為是理論上最佳的固態電解質材料,最具發展潛力的技術路線,全球多家電池龍頭——包括豐田、本田、LG、松下、寧德時代、比亞迪都投票了硫化物。
但清陶能源則更看好氧化物技術路線。據了解,清陶能源第一代半固態電池選擇的是氧化物+聚合物的技術路線,第二代固態電池選擇了"氧化物+鹵化物+聚合物"的技術路線。
但其路線圖中真正意義的全固態電池——第三代固態電池所采用何種技術路線,目前還沒有正式公布。
全固態電池這一技術方向,任何一點突破都令產業各界興奮,前景可期,然而,押注了重金的企業和團隊均在艱難前行,并處于同一個起跑線,面對來自研發、技術和上車的挑戰。
關于這一產業的艱巨,蔚來汽車的李斌可謂最坦誠,在衛藍新能源150kWh固態大電池量產并在蔚來汽車裝車后,他公開表示"象征意義大于實際意義"。李斌說的很實在。獨角獸清陶能源的固態電池之路,仍充滿荊棘。
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