文 江川(北京)
8月13日,2023年“未來(lái)之星——年度21家高成長(zhǎng)性創(chuàng)新公司”名單發(fā)布。清陶(昆山)能源發(fā)展股份有限公司(以下簡(jiǎn)稱“清陶能源”)位列第一。從2001年到2023年,共有483家創(chuàng)新公司入選過(guò)“未來(lái)之星”,包括曾經(jīng)的騰訊、阿里、百度、小米等。
每個(gè)時(shí)代都有商業(yè)新物種,和20年前的互聯(lián)網(wǎng)公司一樣,如今的新能源企業(yè)也被寄予厚望,它們不僅要自身取得成功,還要推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)升級(jí)迭代。
就目前而言,新能源企業(yè)大有可為的是汽車市場(chǎng)。據(jù)IDC發(fā)布的報(bào)告《2022—2026中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)趨勢(shì)預(yù)測(cè)》顯示,中國(guó)新能源汽車市場(chǎng)規(guī)模將在2026年達(dá)到1598萬(wàn)輛的水平,年復(fù)合增長(zhǎng)率35.1%。屆時(shí)國(guó)內(nèi)新能源汽車的新車滲透率將超過(guò)50%,保有量在整個(gè)汽車市場(chǎng)中的占比將超過(guò)10%。在全球范圍內(nèi)“減碳”的大背景下,汽車行業(yè)設(shè)定的目標(biāo)是在2050年實(shí)現(xiàn)零排放,這要求各國(guó)在2035年停售傳統(tǒng)燃油車。
盡管新能源汽車市場(chǎng)規(guī)模不斷擴(kuò)大,但電池續(xù)航問(wèn)題一直是發(fā)展掣肘。目前,液態(tài)鋰電池已經(jīng)接近能量密度上限,最優(yōu)秀的也只能達(dá)到170Wh/kg、180Wh/kg。新能源汽車電池亟需一場(chǎng)技術(shù)變革,來(lái)帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展。而固態(tài)電池就是這場(chǎng)技術(shù)變革的關(guān)鍵點(diǎn)。和傳統(tǒng)液態(tài)鋰電池采用溶劑、鋰鹽、添加劑等組成液態(tài)電解質(zhì)不同,固態(tài)電池采用固態(tài)電解質(zhì),其能量密度能夠輕松突破300Wh/kg,理論上能夠達(dá)到700Wh/kg,有助于大幅提升電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航里程。
圖/視覺(jué)中國(guó)
誰(shuí)掌握了固態(tài)電池關(guān)鍵技術(shù),誰(shuí)就掌握了新能源汽車市場(chǎng)的話語(yǔ)權(quán)。成立于2016年的清陶能源,在固態(tài)電池技術(shù)上的創(chuàng)新主要集中在核心材料、生產(chǎn)工藝和系統(tǒng)集成上。材料方面,清陶能源在固態(tài)電解質(zhì)、復(fù)合正負(fù)極材料方面都實(shí)現(xiàn)了技術(shù)上的國(guó)際領(lǐng)先,并有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),同時(shí)在鋰電池納米陶瓷隔膜材料方面也實(shí)現(xiàn)了技術(shù)引領(lǐng);生產(chǎn)工藝方面,清陶能源的干混和干壓工藝能最大限度發(fā)揮現(xiàn)有電池材料的容量;系統(tǒng)集成方面,清陶能源也在電池形狀和組成方式上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新,讓電池組整體安全性和集成效率都顯著提升。
基于這三大核心競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),清陶能源僅用了7年時(shí)間,就成為估值超200億的新能源明星企業(yè)。
在成百上千的高校實(shí)驗(yàn)室科研成果中,真正被轉(zhuǎn)化成功的鳳毛麟角。在清陶能源總經(jīng)理李崢看來(lái),成果轉(zhuǎn)化的“難點(diǎn)”就在于把高校里的科研成果真正變成好產(chǎn)品、好企業(yè),這個(gè)轉(zhuǎn)化鏈條很長(zhǎng),需要打通、協(xié)同各方創(chuàng)新資源?!俺晒D(zhuǎn)化離不開創(chuàng)新鏈、產(chǎn)業(yè)鏈、資金鏈、人才鏈‘四鏈融合’,特別是一般科技成果轉(zhuǎn)化的產(chǎn)品附加值高,要形成產(chǎn)業(yè)規(guī)?;?yīng),無(wú)形中難度大大增加。成果轉(zhuǎn)化要成功,光有好技術(shù)是不夠的,還需要有好的創(chuàng)新環(huán)境、產(chǎn)業(yè)資源支持、企業(yè)成長(zhǎng)的土壤?!?/p>
2016年成立的清陶能源正是中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授南策文的固態(tài)鋰電池成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目。這支平均年齡只有30歲的創(chuàng)新團(tuán)隊(duì),不僅率先實(shí)現(xiàn)了固態(tài)鋰電池的產(chǎn)業(yè)化,建有國(guó)內(nèi)首條固態(tài)鋰電池生產(chǎn)線,還構(gòu)建了完備、自主可控的知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系。目前,清陶能源已獲得342項(xiàng)專利授權(quán),其中四成多是發(fā)明專利。
清陶能源實(shí)現(xiàn)固態(tài)鋰電池技術(shù)從高校實(shí)驗(yàn)室到市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化的轉(zhuǎn)變,這背后并非一帆風(fēng)順。
2015年,中科院院士、清華大學(xué)教授南策文團(tuán)隊(duì)在清華大學(xué)“昆山周”活動(dòng)中,深深被昆山的營(yíng)商環(huán)境、優(yōu)惠政策吸引。2016年11月,南策文院士便帶著馮玉川、李崢等人在昆山開發(fā)區(qū)成立了清陶能源,致力于固態(tài)鋰電池的技術(shù)開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
其實(shí),在清陶能源成立之前,南策文團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在固態(tài)電池領(lǐng)域進(jìn)行了長(zhǎng)達(dá)近20年的研發(fā)。2002年,馮玉川所在的課題組就開始進(jìn)行固態(tài)鋰電池及其關(guān)鍵材料的研發(fā)工作;2006年,和日本豐田公司開展固態(tài)電解質(zhì)材料開發(fā)的深度合作;2011年,與華為開展相關(guān)合作……
但是直到2016年11月清陶能源成立之時(shí),全球固態(tài)鋰電池仍處于實(shí)驗(yàn)室階段,主要面臨電解質(zhì)和正負(fù)極材料的集成、鋰離子電導(dǎo)率、生產(chǎn)技術(shù)和工藝等多項(xiàng)挑戰(zhàn),并未進(jìn)入中試和產(chǎn)業(yè)化階段。
清陶能源成立初期也遇到不少挑戰(zhàn)。清陶能源創(chuàng)始人、董事長(zhǎng)馮玉川回憶,當(dāng)時(shí)受生產(chǎn)規(guī)模和資金實(shí)力的限制,清陶能源在市場(chǎng)中并不具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力。為了解決這個(gè)問(wèn)題,清陶創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)沖在生產(chǎn)、銷售、研發(fā)一線——生產(chǎn)任務(wù)重的時(shí)候,大家一起拼生產(chǎn);為了打開銷路又要親自到全國(guó)各地與客戶溝通洽談。
然而,僅僅過(guò)了兩年,到2018年11月,清陶能源就建成全國(guó)首條固態(tài)鋰電池量產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)固態(tài)鋰電池技術(shù)從高校實(shí)驗(yàn)室到市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化的轉(zhuǎn)變。同年,清陶能源獲首批昆山市“頭雁人才”團(tuán)隊(duì)資助1億元。
到2020年,清陶能源已建成全球首條固態(tài)動(dòng)力鋰電池規(guī)?;慨a(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)由0.1GWh到1GWh的產(chǎn)能升級(jí)。同年,搭載清陶能源固態(tài)電池系統(tǒng)的新能源汽車——哪吒U純電動(dòng)汽車樣車正式下線。這臺(tái)樣車是國(guó)內(nèi)首次公開的可行駛的固態(tài)電池樣車。此番下線標(biāo)志著清陶能源在固態(tài)電池汽車技術(shù)研發(fā)上邁出關(guān)鍵一步。
2021年,清陶能源獲評(píng)江蘇獨(dú)角獸企業(yè),估值破百億。
一路走來(lái),清陶能源斬獲多輪融資。2023年5月31日,上汽集團(tuán)和清陶能源簽署了增資擴(kuò)股協(xié)議和戰(zhàn)略合作框架協(xié)議。根據(jù)協(xié)議,上汽集團(tuán)將通過(guò)嘉興創(chuàng)頎、嘉興頎駿一號(hào)向清陶能源追加投資不超過(guò)27億元。此前,上汽集團(tuán)已于2020年、2022年先后參與清陶能源E +輪、F++輪融資。本次追加投資完成后,上汽集團(tuán)將間接持有清陶能源約15.29%的股權(quán),成為清陶能源第一大機(jī)構(gòu)投資者。而隨著本輪融資的敲定,清陶能源總體估值達(dá)到243.4626億元。
值得一提的是,清陶能源的投資方不乏上汽、北汽、廣汽等知名投資機(jī)構(gòu)的身影。早在2015年,峰瑞資本早期項(xiàng)目負(fù)責(zé)人朱祎舟和同事便注意到南策文院士團(tuán)隊(duì),并做了大量調(diào)研,很快敲定了投資。
2016年,清陶能源完成A輪和B輪融資,投資方正是峰瑞資本。峰瑞資本創(chuàng)始合伙人李豐曾感嘆,2016年初投的時(shí)候,清陶能源估值也就幾千萬(wàn)元,當(dāng)時(shí)也很難預(yù)想到它會(huì)變成今天一級(jí)市場(chǎng)估值百億的公司。
不到一年時(shí)間,清陶能源完成了C輪融資,估值大漲。
2019年,清陶能源已經(jīng)建成了固態(tài)鋰電池量產(chǎn)產(chǎn)線,同年完成C輪及C+輪兩輪融資——其中C輪融資由北汽產(chǎn)投、中銀投資主導(dǎo),早期投資人峰瑞資本繼續(xù)跟投;C+輪融資由北汽產(chǎn)投領(lǐng)投,昆山國(guó)科創(chuàng)投、峰瑞資本跟投。
2020年,清陶能源完成E+輪融資,由上汽集團(tuán)領(lǐng)投,昆山國(guó)創(chuàng)投資集團(tuán)、淮安市淮上英才創(chuàng)投跟投。緊接著,清陶又完成了E++輪融資,廣汽資本投資。2021年,清陶能源完成F輪融資,上??苿?chuàng)基金領(lǐng)投,新鼎資本、科森科技、峰瑞資本、上海博福等機(jī)構(gòu)參與,至此估值邁上百億新臺(tái)階。
近年來(lái),清陶能源與上汽、北汽、廣汽等多家主流車企建立合作關(guān)系,不斷拓展應(yīng)用市場(chǎng)。2022年7月,由清陶能源、上汽恒旭、昆山華電等共建的新能源電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新集群在昆山正式啟動(dòng),將推動(dòng)形成產(chǎn)業(yè)投資、智能生產(chǎn)裝備、先進(jìn)電池制造等新能源電池產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同創(chuàng)新新格局。
清陶能源在投資人眼里最值錢的兩個(gè)標(biāo)簽:一是產(chǎn)投資源極強(qiáng);二是院士帶隊(duì)。清陶能源是中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授南策文的固態(tài)鋰電池成果轉(zhuǎn)化項(xiàng)目。南院士是全球固態(tài)電池研究領(lǐng)域的領(lǐng)軍者,他在這個(gè)方面的專利和研發(fā)進(jìn)度都很靠前。
作為新能源汽車行業(yè)的一個(gè)重要發(fā)展方向,固態(tài)鋰電池在最近幾年里取得了快速的進(jìn)展,已經(jīng)形成了一股勢(shì)力。固態(tài)鋰電池并不是單一的產(chǎn)品,而是一條全新的賽道。在這條賽道上,整個(gè)電化學(xué)儲(chǔ)能的能量密度會(huì)得到更快速的提升。
電動(dòng)汽車自燃問(wèn)題一直備受關(guān)注。和燃油車不同,自燃的電動(dòng)汽車往往是新車,而且絕大部分都是沒(méi)有經(jīng)過(guò)改裝、原廠狀態(tài)下的車型,這導(dǎo)致很多車主對(duì)電動(dòng)汽車望而卻步。電動(dòng)汽車自燃,液態(tài)電解液是背后最大的元兇。因?yàn)橐簯B(tài)電解液的穩(wěn)定性較差,需要加上各種溫控措施。相比之下,半固態(tài)電池或固態(tài)電池的液態(tài)物質(zhì)大幅度減少。當(dāng)發(fā)生碰撞的時(shí)候,可有效避免自燃或者產(chǎn)生爆炸等情況。
固態(tài)電池的核心材料是固態(tài)電解質(zhì)。清陶能源通過(guò)對(duì)固態(tài)電解質(zhì),以及正極和負(fù)極等核心材料的創(chuàng)新,包括對(duì)正極的包覆、負(fù)極材料的改性,以及固態(tài)電解質(zhì)的復(fù)合配方,避免了現(xiàn)有液態(tài)鋰電池易燃易爆現(xiàn)象。
業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為,全固態(tài)電池可以做到10分鐘完全充滿,即使是半固態(tài)電池,從0—80%充電只需要10分鐘,充電10分鐘,就能夠續(xù)航800公里。目前,業(yè)內(nèi)比較領(lǐng)先的液態(tài)電池可以完整循環(huán)1200次左右,如果按照續(xù)航里程500公里計(jì)算,大約能夠行駛60萬(wàn)公里,但是因?yàn)閷?shí)際使用條件下,很難達(dá)到理想的循環(huán)次數(shù)。在電池壽命方面,半固態(tài)電池常溫情況下可完整循環(huán)2000次,容量保持率在85%以上,而固態(tài)電池甚至可以達(dá)到5000次以上的循環(huán)次數(shù)。
李崢表示,從產(chǎn)業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)角度來(lái)說(shuō),核心是材料的迭代,材料升級(jí)之后一定會(huì)有工藝的升級(jí)和設(shè)備開發(fā)跟進(jìn),最后實(shí)現(xiàn)從半固態(tài)到全固態(tài)的轉(zhuǎn)變,液體含量不斷下降,能量密度不斷提高,安全性能得到進(jìn)一步提升。同時(shí),通過(guò)規(guī)模化的產(chǎn)品提升產(chǎn)品優(yōu)良率和一致性,從而帶來(lái)單位成本的不斷下降,實(shí)現(xiàn)多層次協(xié)同創(chuàng)新。
李崢坦言,清陶能源最重要的競(jìng)爭(zhēng)力,是自己摸索出的核心材料和生產(chǎn)工藝。企業(yè)對(duì)于核心的掌控力越強(qiáng),未來(lái)的迭代效率就越高。清陶能源固態(tài)電池研發(fā)的迅速發(fā)展,一方面來(lái)自企業(yè)在“核心材料+工藝設(shè)備”技術(shù)進(jìn)階的路徑上不斷迭代優(yōu)化,另一方面是企業(yè)不斷提高工程化能力和極限制造能力。
近年來(lái),清陶能源分別與北汽、上汽和廣汽等多家車企在固態(tài)電池領(lǐng)域進(jìn)行合作。通過(guò)和整車廠合作,清陶能源參與到整車廠的車型規(guī)劃和路線規(guī)劃過(guò)程中,除了能掌握第一手技術(shù)數(shù)據(jù)之外,還能根據(jù)市場(chǎng)要求匹配不同的技術(shù)體系,把技術(shù)優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),助力車企品牌向上。
清陶能源第一代產(chǎn)品是半固態(tài)電池,液含量在5%—15%之間,能量密度在240—420Wh/kg之間。據(jù)悉,清陶能源第二代準(zhǔn)固態(tài)電池已完成了小試,現(xiàn)已進(jìn)入中試,液含量小于5%,能量密度為400—500Wh/kg;第三代全固態(tài)電池內(nèi)沒(méi)有任何液體,目前已經(jīng)完成了實(shí)驗(yàn)室階段的驗(yàn)證,正在進(jìn)行產(chǎn)線的設(shè)計(jì)和工藝開發(fā)相關(guān)工作,能量密度在500Wh/kg以上。
隨著固態(tài)電池技術(shù)的成熟,清陶固態(tài)鋰電池產(chǎn)品獲得眾多新能源車企、特種和儲(chǔ)能單位的青睞,采購(gòu)需求旺盛,正處于爆發(fā)式增長(zhǎng)階段。馮玉川表示,“未來(lái),我們將開發(fā)更多原創(chuàng)新型固態(tài)鋰電池技術(shù)與產(chǎn)品,既更好地滿足廣大消費(fèi)者綠色出行的需要,又助力政府實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo),讓量產(chǎn)的固態(tài)動(dòng)力鋰電池從昆山出發(fā)走向全國(guó)、走向世界。”