受益于“双碳”政策支持以及技术水平大幅提升,产业融合增强等因素,我国新能源电池行业迎来高速发展,行业总产值超1.4万亿元。作为在新能源领域中发挥重要作用的锂电池,随着数码电子产品的升级和新能源纯电动汽车续航里程需求的提高,人们对蓄电量、可用时间、充电效率等诉求也愈发强烈。然而,目前在决定电池续航能力的材料中,正极材料的研发临近极限值,因此开发具有高性能的负极材料作为下一代电池技术成为行业共识。很快,具有“高容量+高工作电压+低成本”综合优势的硅基材料便进入行业企业视线,被认为是当前产业化前景较好的下一代负极材料。
硅基材料包括硅炭、硅氧等,其中由纳米硅和石墨结合而成的纳米硅炭负极材料因能显著提升电池的能量密度,同时具备高安全性和储量丰富的特点,是电池效率提升的关键,也是固态电池负极的理想材料。因此有业内人士表示“锂电产业的荣辱兴衰正攥在硅基负极厂商手上”。
江苏载驰科技股份有限公司(以下简称“载驰科技”)是一家专注于纳米硅和硅基负极材料研发及生产的创业公司,是中国为数不多能够进行纳米硅规模化制备并拥有完整硅基负极材料生产能力的高新技术企业,其中纳米硅炭负极材料已实现3000吨/年的批量生产,且具有低膨胀率、高容量、高首效、长寿命、安全性能好等显著特点。随着2020年“双碳”目标提出,新能源风口正盛,位于产业链偏上游的硅基负极材料受到关注,作为学术界和行业内龙头企业的载驰科技逐渐浮出市场。
专业优势推动创业 产业变化挑战新定位
载驰科技成立于2017年,创始人汪炜博士是一位极具亲和力的学院派创业者。他在南京航空航天大学从事特种加工技术研究20多年,参与主持国家863计划、国家自然科学基金项目等课题20余项,是纳米材料领域的专家。2016年国家印发《关于实行以增加知识价值为导向分配政策的若干意见》的政策,鼓励高校教师创业,在这一背景下,汪炜将扎实的学术实力与前瞻性的商业眼光结合,在新能源的浪潮的推动下,走向自主创业的道路。
公司起步阶段,在行业资源的引荐下,载驰科技凭借优秀的纳米硅制备能力,成为全球负极材料龙头企业贝特瑞的独家供应商,为其提供纳米硅原料。历经几年发展,公司产能逐步提升,并应市场需求,公司开始逐步研发硅炭材料。然而,当公司想进一步实施产业投入时,疫情带来了来自不可抗力的风险,赛道集中、产品单一让汪炜不得不进一步思考公司的未来。
当时新能源浪潮兴起,技术的迅速发展,对于电池性能尤其是能量密度和循环寿命的要求不断提高,这促使科研人员和产业界不断探索正负极材料的新突破。正极材料的优化已经取得显著进展,发展空间已接近极限,作为影响锂电池能量密度、循环寿命与倍率性能的负极材料成为了新的研发焦点。
传统负极材料多使用石墨,而石墨理论值为372mAh/g,无法实现高续航要求。为摆脱限制,实现续航突破,锂电池行业将目光转向理论比容量为4200mAh/g的硅基负极材料,如果能有效利用硅的储锂能力,电池的能量密度将得到大幅提升,较目前可用的同类电池甚至可高出20%~40%,是性价比极高的负极材料。不过,如何解决包括体积膨胀、电导率较低以及与电解液的兼容性等问题,也是硅基负极能够实现广泛应用的挑战。
多年从事硅基负极材料研究的汪炜意识到这是一个找到增量市场的机会。自硅基负极材料从2015年开始逐步应用于消费类和动力类电池领域以来,日本、韩国、美国等国家的相关技术处于较为领先的地位。如今,随着硅基材料产业链在国内成熟度的提升,原材料供应广泛,加上学术研究基础深厚,实现商业化的基础较好,正是中国“弯道超车”的机会。即使有兼容性的问题,也可以尝试通过如采用纳米技术缩小体积、通过硅炭复合材料提高导电性、稳定性等方式解决。“这个行业不确定性的因素很大,但企业具备扎实的技术功底和完备的生产能力,或许能应对不同层面的危机与挑战。”所以在市场影响和产业需求推动下,汪炜决定将公司从类似于硅炭的添加剂企业定位为负极材料企业,寻找更多机会。
展现优势吸引资本 产研结合量化生产
“双碳”市场的本质是制造业,也决定了硅炭行业特定的发展规律和回报周期,十分考验创业者的耐心和韧性,也让汪炜意识到只有夯实内力与基本功,才能面对未知的挑战。
2019年载驰科技投入大量精力研发硅炭材料。依靠专业团队,凭借研究人员艰难攻克,公司研发成功可逆容量400~500mAh/g,首效大于93%的纳米硅炭负极材料,并快速形成硅炭负极材料中试生产工艺,以高性价比的技术路线领先同行业。
2020年,双碳目标确立,一场以可再生能源为主体的新能源革命拉开帷幕。传统的石墨产能过剩,压缩了硅炭材料的市场空间,但新机会也随之而来。2021年,硅炭负极材料随着上游原材料的成本高企、硅氧负极赛道暗淡而逐渐进入锂电池行业,并成为资本关注的热门项目。
载驰科技作为标准的纳米硅炭生产企业,生产的纳米硅炭负极材料相比石墨拥有更高的比容量、更好的倍率性能与安全性,也得到了多家头部资本的关注。“作为技术出身的创业者,深耕这一领域20余年,十分清楚技术与市场融合的不易,科研要求做加法,产品则需做减法。
从原料生产到产品能够实现量产,不仅需要适应市场需求,从成本、供应一致性、品质控制、管理方面优化工序,精确把控,还需要资金支持,让产品能够走向市场接受检验。国内硅炭负极材料制造商仍然处在攻坚阶段,工艺创新难度大,产业化还在初期阶段,面临大规模量产和成本的挑战。所以我们希望合作的资本一方面是认可我们这种以高新科技研发为驱动的公司在推动行业发展上的价值,另一方面是对公司未来的发展无论是在背书还是资源赋能上能够给予支持。”虽然赛道很热,但是对于资本的选择汪炜目标清晰。
2021年载驰科技牵手南京市创投集团,随着南京市产业基金的注入,为企业科研和市场拓展提供了强有力的支持,也让载驰科技大胆地将研发的产品投入市场检验,一步一步地去搜集客户反馈,解决市场痛点,一步一步朝着完善产品,实现量产能力的目标前行。
为了制备高性能、低成本纳米硅材料,载驰科技采用的技术路线不同于传统的湿法砂磨及硅烷裂解法,而是使用了一种更安全、低碳及规模化的生产方式,其研发的硅炭负极材料经过三次迭代,产品高首效和长循环性能不断得到市场认可。如今在圆柱电池上,搭配三元、锰酸锂和磷酸锰铁锂正极;在软包电池上,搭配钴酸锂正极,不断在3C、数码和小动力消费电池领域得到应用,市场渗透率已稳居行业头部。
以稳扎稳打的方式,从研发到生产,从工厂到市场,载驰科技将科研与生产有效衔接,每一步都走得十分踏实,做到产研一体化。目前,载驰科技拥有专利70余件,在扬州和常州设有生产基地,在英国拥有研发中心,建有包括圆柱、软包电池测试评估线,拥有标准化厂房8000平,纳米硅炭负极材料产能达到3000吨/年,并且逐年增加。产出的纳米硅炭负极材料具有低膨胀率、高容量、高首效、长寿命、安全性能好等显著特点,是国内唯一一家具备量化生产纳米硅炭负极材料的公司,并与包括贝特瑞等在内的国内外头部负极材料企业实现合作,产品为国内外头部电池企业服务。
着力解决技术难点 脚踏实地深耕行业
作为最有望实现商业化的硅基负极材料,行业预计在2025年全球市场用量将达到4万多吨,巨大规模的用量既带来发展潜力,也带来风险挑战。技术层面,硅基负极材料高达300%的膨胀率与仅为300-500次的循环寿命,一直是技术难点。商业层面,硅炭负极材料的市场更加考验生产者的战略眼光,更加关注产品与市场的契合度。随着投资热度逐渐消退,当下双碳赛道已经进入“去泡沫化”的下半场,企业的技术能力与市场耐心成为重要的竞争力。
热度渐退,行业将看重产品的实际效用,这更加需要企业以稳健的战略定力,完善提高产品的应用能力。汪炜表示,载驰科技将进一步提高生产水准,以扎实的脚步向负极材料行业进军。载驰科技将进一步解决膨胀问题,不仅从硅的角度,还从硅基复合材料,甚至是负极材料角度协同解决这个问题。公司将持续加大研发投入,进一步增加纳米硅炭生产能力,力争开拓市场规模,以稳健的姿态面对行业浪潮的冲击,以坚定的信念探索硅炭负极材料市场,脚踏实地,努力做到产品与市场完美的结合。
南京市创投集团投资二部相关负责人表示:“载驰科技是一家以技术见长的企业,团队既有学术经验也有产业化的思考。自创业以来,一直聚焦硅基负极材料的研发,并能够在市场的风云幻变中秉承信念,依然坚定不移地研发和寻找纳米硅炭新材料的生产制备突破,并已具备批量产能力,在国内市场中遥遥领先,十分不易。未来创投集团作为投资方将密切关注载驰的发展和行业的动态,为公司发展提供更多地支持。”
面对行业浪潮巨变,载驰科技也将持续以深厚的技术“内功”,形成新质生产力,发挥其在纳米硅炭制备中的生产工艺优势,在负极材料行业的发展中乘风破浪。
来源:创投集团
审核:薛瑶
发布:尤异