文 | 張冰冰
編輯 | 阿至
36氪獲悉,深圳速方新能源科技有限公司(以下簡稱「速方新能源」)近期宣布完成千萬元天使+輪融資。本輪融資為琢石投資獨投,見微資本擔任長期獨家財務顧問,本輪資金將用于富鋰錳基正極材料系列產品研發、產線建設等方面。
「速方新能源」成立于2023年,致力于研發全球超低電壓降富鋰錳基正極材料,創始人劉奇為香港城市大學終身教授,曾在美國阿貢國家實驗室任職,并參與華為消費電池的正極材料研發工作,擁有10余年鋰離子電池研究經歷。
據悉,「速方新能源」突破了富鋰錳基正極材料電壓衰減難題,百噸級產線已投入運營,其研制的高壓純用富鋰錳基正極材料已向多家電池頭部廠商送樣。此外,「速方新能源」也同步推出了富鋰錳基正極補鋰劑產品,希望在中低壓混摻富鋰錳基應用上率先實現商業化的突破。
一、解決富鋰錳基材料電壓衰減難題,跨過產業化關鍵指標
當前鋰電池技術并非終局解決方案,電池材料端,從正極材料、負極材料、電解液、隔膜等維度,具有差異化特征的多技術路線同步演進。
在正極材料領域,三元鎳鈷錳(NCM)和磷酸鐵鋰(LFP)兩款材料長期占據動力電池與儲能電池的主導地位,是目前消費級電池產業絕對的主流。而富鋰錳基材料是公認的面向未來的超高能量密度技術路線。
電池正極材料的能量密度由兩個核心要素決定——比容量和工作電壓,兩者乘積決定了材料能量密度的理論值。富鋰錳基材料在實驗室條件下的比容量可超過300mAh/g,且在大于4.5V高壓區間仍能保持良好的穩定性;而高鎳三元材料在實驗室條件下的比容量為180-220mAh/g。在原料方面,由于鎳、鈷等貴金屬用量的減少,富鋰錳基材料可大幅降低生產成本,單瓦時成本可媲美磷酸鐵鋰,在能量密度和成本方面均具有明顯優勢。
然而,長期以來,富鋰材料在循環過程中存在持續的電壓衰減問題,這一關鍵技術瓶頸嚴重制約了富鋰錳基材料的商業化。電壓衰減不僅會導致能量密度銳減,還將帶來續航縮水、BMS失效、功率下降等系統性影響,加速整體老化。從用戶感知層面,最核心的表現就是產品續航嚴重縮水和電量顯示混亂。
“如果富鋰錳基材料要真正實現產業化,電壓衰減這個問題一定要解決。”劉奇介紹,富鋰錳基材料由兩相組成,層狀相和富鋰單斜相。在原子尺度上,電壓衰減與富鋰相的蜂窩結構在高電壓下的不穩定性有關,結構的不穩定會導致不可逆的氧釋放和結構退化,這是造成富鋰材料電壓衰減的最重要原因。
「速方新能源」采用多級精準摻雜的方法,在前驅體制備和材料燒成階段分步驟對富鋰錳基材料的蜂窩結構進行了穩定處理,成功開發出超低電壓衰減的富鋰錳基正極材料,相關研究成果已發表在國際著名學術期刊《Nature Energy》上,并申請相關專利。
速方新能源生產線
在具體技術指標方面,富鋰錳基材料的電壓衰減基本發生在前200圈以內,劉奇認為,循環200圈電壓降控制在特定指標以內,是衡量其能否作為主材應用的關鍵門檻。“這決定了富鋰錳基材料是作為一種真正的主材來使用,還是只能作為添加劑或者輔材去使用。”據介紹,「速方新能源」所推出的高壓純用富鋰錳基正極材料達到了這一技術門檻,并能根據客戶需求持續優化性能,以滿足不同應用場景的要求。
二、持續投入固態電池應用研發,拓展低空經濟領域商業落地
盡管實現了關鍵技術指標的突破,但要將研究成果轉化為規模化生產并實現商業化落地,仍需克服一系列挑戰。
在量產環節,劉奇指出,設備適配性與技術人才儲備是兩大核心挑戰,其中設備工藝的可重復性尤為關鍵。“大家比較關心設備問題,也就是材料從具體生產到最后的燒結過程,可重復性高不高?會不會因為材料多了一些步驟,就必須更換設備或重新設計制備流程?”對此,劉奇解釋道,「速方新能源」開發的富鋰錳基材料合成體系雖工藝復雜度高于傳統材料,但目前所準備的放大設備已在很大程度上與三元材料的生產線高度兼容,所以設備方面的挑戰是可控的。
在人才建設方面,「速方新能源」持續引進具備正極材料投產實戰經驗的技術人才,核心團隊來自國內頭部一線廠商,同時也在積極擴展具備技術經驗的市場銷售人才。
劉奇對富鋰錳基材料在固態電池中的前景充滿信心,他表示,理想狀態下,若富鋰錳基電池與高容量負極材料、安全的固態電解質相結合,有望實現電芯能量密度的兩到三倍提升。但現實中,固態電池發展仍面臨“木桶效應”,正負極材料、電解質、隔膜等各個層面的研發進度,都將影響固態電池大規模應用的進程。
當前,富鋰錳基材料在高電壓條件下對電解質體系的適配性仍是一個尚未解決的難題。劉奇坦言,“市場上傳統的主流液態電解液無法支撐電池在4.5V以上高壓下穩定工作,這正是限制富鋰錳基材料進一步發展的技術瓶頸。”
面對這一挑戰,「速方新能源」產品研發確立了兩步走的策略:一方面長期投入研發高壓純用富鋰錳基正極材料,產品已向頭部電池廠商送樣,持續迭代產品以通過電池性能、軟包測試。另一方面推出富鋰錳基正極補鋰劑產品,切入傳統鋰離子電池市場,加速商業化落地。“我們希望能在4.5V的電壓下,開發出一款富鋰錳基材料,容量性能媲美現有高鎳三元或中鎳三元材料的水平,它最大優勢是價格將便宜三成左右。”劉奇補充道。「速方新能源」已向無人機、航模等低空經濟領域客戶送樣,預計2026年產生銷售收入。
目前,「速方新能源」已開啟新一輪融資計劃,以推進研發進度和千噸級產線建設。
投資方觀點:
琢石投資藍天博士:當前,鋰離子動力電池的發展趨勢包括提高能量密度和降低成本兩個方向。其中高能量密度電池可滿足新能源車、低空經濟、人形機器人、可穿戴電子設備等應用場景的輕量化和長續航需求,經濟和戰略價值重大。高比能量的正極材料,是提高電池能量密度的關鍵。目前主流的高鎳三元材料潛力已基本被挖盡,富鋰錳基材料正是行業公認的下一代高比能量正極材料,可以將電池能量密度提高30%以上。然而,自從富鋰錳基材料發現以來30年時間,一直無法解決循環過程中的持續電壓衰減問題,導致循環性能差,無法商用。香港城市大學劉奇教授團隊研發的多級精準摻雜技術,成功解決了這一行業難題,目前已成功實現了百噸級量產,真正意義上打開了富鋰錳基正極材料商業化的大門。因此,我們非常看好「速方新能源」的發展。
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本文來自微信公眾號“36氪未來產業”,作者:張冰冰,阿至,36氪經授權發布。
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