鉅大LARGE | 點擊量：616次 | 2022年02月14日
鋰金屬電池是電池行業(yè)的下一個30年
“忽視環(huán)境問題是背叛下一代?！边@是奧巴馬在告別演講上留下的最后忠告。
2008年，奧巴馬帶著一系列應對氣候變化的承諾走進白宮：擺脫對中東石油的依賴，大力發(fā)展清潔能源。從此，美國走上高速發(fā)展清潔能源的道路。
在美國的高校里，清潔能源也成為炙手可熱的研究課題。當時正在哈佛大學攻讀應用物理學博士的胡啟朝將關(guān)重視點投向了電池技術(shù)的應用研究。
一心致力于將技術(shù)應用于生活的胡啟朝不想讓自己的研究成果束之高閣。暫別兩個專注于基礎(chǔ)研究的年輕教授之后，胡啟朝終于在第三個教授的指導下開始了他有關(guān)鋰金屬電池的應用研究，也為之后的發(fā)展打下了堅實的基礎(chǔ)。
2012年，美國最大的鋰離子電池生產(chǎn)商A123公司宣布破產(chǎn)，這家從高校走出來的電池公司讓美國學術(shù)圈看到了電池技術(shù)落地的可能，但其破產(chǎn)也為未來的發(fā)展蒙上了一層陰影。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
“沖小浪是看你在一切順利時如何表現(xiàn)，而沖大浪則是看你在一切不順利時如何表現(xiàn)”，彼時的胡啟朝站在風口浪尖，帶著滿腔的熱血創(chuàng)立了SolidEnergySystems麻省固體能源公司，也就是如今的SES，開啟屬于他的“鋰金屬電池”之路。
今年七月，SES對外宣布與著名的艾芬豪資本收購公司正式合并。預計今年年底，SES將在紐約證券交易所以SPAC的方式上市。合并后的實體公司，將會成為全球少有的幾家動力鋰離子電池上市公司，更是全球第一家上市交易的鋰金屬電池供應商。
十一月四日，SES舉辦其首屆SESBatteryWorld活動，公布了Apollo鋰金屬電池，其容量為107Ah，是目前全球單體容量最大的鋰金屬電池，同時，SES還宣布正在上海嘉定建設(shè)超級廠。
據(jù)億歐汽車了解，Apollo電池容量高達107Ah，重量僅0.982Kg，能量密度為417Wh/kg、935Wh/L，在室溫下進行10小時、3小時和1小時放電測試，Apollo電池均展現(xiàn)出很高的容量和能量密度。
同時，SES的上海超級廠計劃于2023年竣工，總面積為30,000平方米。超級廠坐落于上海嘉定國際汽車城，建成后的產(chǎn)量將達到1GWh，會是全球產(chǎn)量最大的鋰金屬電池廠。
鋰金屬電池是電池行業(yè)的下一個30年
在過去的150年里，電池行業(yè)之發(fā)生了5次技術(shù)革命，1870年鉛酸電池，1900年鎳鎘電池，1930年堿性電池，1960年鎳氫電池，1990年鋰離子電池。胡啟朝表示，2020年電池行業(yè)迎來了超越鋰離子電池的新一次革命。這一次，主角是鋰金屬（Li-Metal）電池。
與鋰離子體系相比，用鋰金屬做負極的固態(tài)電池具有更好的性能，安全性、可回收性以及成本更低。但由于在材料和工藝方面的限制，全固態(tài)鋰金屬電池只是南柯一夢。
在SES創(chuàng)立之初，胡啟朝專攻全固態(tài)鋰金屬電池領(lǐng)域。摸著石頭過河，一路磕磕絆絆，最終他找到介于鋰離子電池與全固態(tài)鋰金屬電池之間的一條可行性電池優(yōu)化道路——混合鋰金屬電池，即60%的正極材料和鋰離子電池完全相同，40%的負極采用鋰金屬和特殊電解液材料。
能量密度提高與生產(chǎn)成本降低是動力鋰離子電池的優(yōu)化路徑，也是電池供應商的核心競爭力。相比傳統(tǒng)的鋰離子電池，SES的混合鋰金屬電池充電速度更快、能量密度更高，同樣產(chǎn)量和使用同樣正極材料的情況下，成本更低，材料本身更安全。
作為一家電動汽車高性能可充電混合鋰金屬電池開發(fā)者及制造商，SES的產(chǎn)品已經(jīng)走出實驗室，開始與部分車企進行產(chǎn)品驗證。目前SES已經(jīng)和通用、現(xiàn)代汽車簽署聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，進行樣品研發(fā)，預計2025年正式裝車上路。
“混合鋰金屬電池替代鋰離子電池并不會是一蹴而就的過程，而是逐漸替代。”動力鋰離子電池未來會走向鋰金屬電池的道路，SES為全球車企和動力鋰離子電池行業(yè)打開了一扇新世界的大門。
“數(shù)字雙胞胎”是守護電池安全的全新方法
2019年四月二十一日，上海徐匯一輛特斯拉ModelS在地下車庫出現(xiàn)自燃；同年五月十六日，上海嘉定一輛蔚來ES8在地下車庫出現(xiàn)自燃；六月二十七日，蔚來宣布因電池問題召回4803輛ES8，成本達到5億元。
電池安全成為電動汽車用戶心里的忌憚，就像盲盒相同，誰也不想成為被抽中的“隱藏款”。
車企也不想因為電池安全花費大量的召回成本。
利用AI算法監(jiān)測電池安全正在逐漸成為趨勢。目前已有特斯拉、蔚來等車企在做電池的管理，但是僅在電池投入使用之后才開始監(jiān)測。
在電池開發(fā)過程中更為嚴格的數(shù)據(jù)監(jiān)測將是未來電池領(lǐng)域的“香餑餑”。胡啟朝認為，目前電池安全監(jiān)測軟件開發(fā)這一塊市場還處于早期階段，未來3-5年會迎來很大的發(fā)展。
基于這樣的思考，胡啟朝在電池安全監(jiān)測方面也大做文章，將電池安全監(jiān)測軟件開發(fā)作為SES另一大核心業(yè)務。胡啟朝承認，相比全固態(tài)電池，鋰金屬電池仍然無法達到絕對的安全，但通過SES基于人工智能學習的電池安全算法預測安全隱患，可以解決這一缺陷。
SES提出的電池安全“數(shù)字雙胞胎”對電池從生產(chǎn)線、質(zhì)量管理到上車，24小時不停地進行參數(shù)監(jiān)測，從而精確了解電池健康狀況，在安全事故發(fā)生之前提前預測，防患于未然。
四地布局、三腿并行
2018年八月，麻省固能上海公司成立。
電池的開發(fā)分為材料開發(fā)，電芯的工業(yè)開發(fā)與電池生產(chǎn)三個步驟。胡啟朝透露，盡管美國在材料研發(fā)上有更多的資源，但是我國在電芯開發(fā)方面有更完備的產(chǎn)業(yè)鏈支撐。電池的生產(chǎn)則會根據(jù)車廠的位置進行布置。
SES目前已在波士頓、上海、新加坡和首爾這四座城市設(shè)有重要部門。
其中，新加坡為控投總部；波士頓的設(shè)施重要負責與通用的合作，主攻化學、材料和算法研發(fā)，以及一家試驗廠；而位于上海的嘉定廠則是未來生產(chǎn)任務的重頭戲，承擔的責任與任務最為復雜——既有制造工藝開發(fā)，以及電池、模組和BMS研發(fā)部門，又有大型試驗廠。
業(yè)務方面，SES將同時推動三個并行開發(fā)方向：新材料開發(fā)平臺Hermes、車用級大電芯生產(chǎn)工藝開發(fā)能力Apollo和用于監(jiān)控電池健康的人工智能安全軟件Avatar，希望真正能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化量產(chǎn)的下一代動力鋰離子電池技術(shù)帶給這個行業(yè)。
以下是億歐汽車獨家采訪胡啟朝的對話片段：
（1）億歐汽車：您一直從事物理學的研究，是什么契機讓您開始接觸電池技術(shù)的研發(fā)呢？
胡啟朝：我在2008年開始攻讀應用物理學博士的時候，恰逢奧巴馬上任，美國開始大力推廣清潔能源的建設(shè)，于是我決定投身于更具有實際應用價值的清潔能源技術(shù)研究。其中電池技術(shù)引起了我的注意。
我的學術(shù)生涯充滿了坎坷，博士的第一年我跟著兩位年輕教授進行太陽能電池基礎(chǔ)研究，但過于脫離現(xiàn)實的課題讓我陷入迷茫，我也因此被“炒”了兩次“魷魚”。直到遇到我的第三位教授，在他的支持下我開始了更重視實際的應用研究，也為我之后的創(chuàng)業(yè)打下了很好的知識和技術(shù)基礎(chǔ)。
（2）億歐汽車：SES的業(yè)務布局是怎么樣的呢？
胡啟朝：有關(guān)業(yè)務布局，我們關(guān)注到兩個趨勢：一是鋰金屬電池將逐漸替代鋰離子電池，成為新的電池材料選擇；二是AI技術(shù)會助力電池供應商對電池安全形成更為嚴密的監(jiān)測。
基于此，我們將SES的核心業(yè)務分為鋰金屬材料開發(fā)，電極、電芯生產(chǎn)以及電池安全監(jiān)測軟件的開發(fā)三大部分。
再者，盡管我們的技術(shù)開發(fā)很多源于美國，但是從全球來看，我國和韓國具有更完備的電池產(chǎn)業(yè)鏈支撐，因此我們把材料開發(fā)業(yè)務放在波士頓，而電芯產(chǎn)品開發(fā)重要放在上海和韓國，并在波士頓和上海成立兩個研發(fā)中心，分別針對美國客戶與全世界其他國家的客戶需求進行產(chǎn)品開發(fā)。
總的來說，我國和美國都將是我們未來公司發(fā)展的核心地區(qū)。
（3）億歐汽車：您覺得未來的交通出行，例如飛行汽車，換電技術(shù)會對電池生產(chǎn)帶來什么影響？
胡啟朝：有關(guān)電池來說，汽車飛還是不飛都是一回事，但是有關(guān)電池安全數(shù)據(jù)的監(jiān)測，未來飛行汽車將會帶來很大的變化。而換電模式相比于充電模式，會更受電池供應商的偏愛，因為換電模式下電池充電會在更為可控的環(huán)境中進行，能更好的保障電池安全，但有關(guān)未來補能模式的發(fā)展，還要看市場的發(fā)展與選擇。
