國內領先的鋅基儲能電池公司大鋅能源宣布完成數千萬元Pre-A+融資,由華蓋資本領投。本輪融資將主要用于持續擴建產能滿足客戶需求,擴大人才規模、加大研發投入并加速落地項目等。
華蓋資本科技產業基金副總裁王少鯤表示:“隨著風電光伏等新能源發展,儲能勢在必行。回歸儲能對安全與成本的核心訴求,華蓋資本高度看好水系鋅基電池在儲能領域的應用。大鋅能源依托支春義教授團隊,成功開發出多款適用于不同場景需求的高安全水系鋅基儲能電池,并已經成功在中石油等客戶實現應用。我們相信大鋅頂尖的團隊可以在新能源領域創造出巨大的商業和社會價值。華蓋資本后續也將持續助力大鋅能源的商業化發展和資本運作。”
大鋅能源的新一輪融資,顯示出在鋰電池一枝獨秀多年之后,過去較為“冷門”的鋅基電池已經悄然崛起,成為眾多下一代電池技術中的重要玩家,并受到產業界和資本市場的認可。鋅基電池的能量密度比鋰電池低,但有著鋰電池無法比擬的高安全性,同時在成本層面相比于其他下一代電池也具有優勢,在對安全性要求較高的市場有著巨大的應用潛力。
目前,大鋅能源已經在UPS(不間斷電源)市場開始取得突破,在園區、醫院、數據中心、超算中心等場景陸續交付,同時儲能市場也持續在落地示范性工程。UPS因為對安全性的高要求,過往一直是鉛酸電池的天下。而大鋅能源的產品,借助其高功率,高安全的組合優勢,比傳統的鉛酸電池產品體積更小、重量更輕、壽命更長,成本更低,顯示出全面的優勢。
大鋅能源是典型的科學家創業,團隊在鋅基電池領域長期耕耘,技術實力雄厚。首席科學家支春義為香港城市大學講席教授,長期從事水系電池的研究,是鋅基電池領域的知名的科學家。總經理唐子杰則是支春義的得意弟子,香港城市大學博士,中科院物理所博士后。
鋅電池技術有一百年以上的歷史,但可充電鋅基電池的產業化是近些年才取得的突破。大鋅能源成立后完成了從正負極材料、電解質、隔膜甚至是電池生產設備,電池管理系統的全棧自研,并且在2023年已成功實現產品量產并交付客戶,令人印象深刻。
2021年大鋅能源曾獲得K2VC的天使輪投資,2022年又完成由新瞳資本領投、K2VC跟投的Pre-A輪融資。
最適合儲能的電池?
鋅基電池的走熱與儲能產業的發展密不可分。
隨著電動汽車產業增速回落,動力電池的出貨量也結束了持續多年來的高增長。根據EVTank的報告,2023年全球動力電池出貨量865.2GWh,僅同比增長26.5%。中國方面,GGII的數據顯示2023年中國動力電池出貨量630GWh,同比增長31.4%,預計2024年增速還將繼續下降至20%-30%之間。要知道,2023年之前中國動力電池出貨量連年保持著100%以上的增長。
但另一方面,在“雙碳”背景下風、光發電占比提升,儲能電池的出貨量在2023年強勢崛起。還是根據EVTank的報告,2023年全球儲能電池出貨量同比增長40.7%。另據GGII統計,2023年中國電力儲能鋰電池出貨量達到167GWh,同比增長了81.5%。
儲能是新能源的下一個風口已經是共識。目前來看,產業鏈完備、技術成熟的鋰電池是儲能電池市場的主角。但儲能業界對鋰電池是“既愛又恨”,因為安全問題始終是鋰電池難以克服的頑疾。在儲能場景下,巨量的電池包堆疊在同一空間內,而每一顆電芯都有起火的風險,一旦出現火情就難以控制。
今年5月份,曾經全球最大鋰電儲能電站美國蓋特韋(Gateway)儲能電站起火,大火持續了六天之久,被撲滅后數度復燃。在國內,儲能電站起火的事件也屢有發生,甚至造成人員傷亡。
因此,尋找更安全的儲能電池已經成了當下儲能市場的“剛需”。而縱觀鋰電池、鈉電池、液流電池、鉛酸電池等目前市面上各種可能用于儲能的電池技術,鋅基電池有非常獨特的優勢。
支春義言簡意賅的向投中網總結鋅基電池的特點:在所有具備本征安全性的電池技術當中,它的能量密度最高、功率密度最好,同時鋅很便宜,這使得它幾乎是完美的適配一些具有高安全和高功率要求的儲能場景。
相比之下,其它路線似乎都有難以克服的固有問題。比如鈉電池雖然有望成本比鋰電池更低,但安全性與鋰電池沒有本質區別;液流電池不支持高功率,降本依然是難題;鉛酸電池的循環壽命仍需突破……
鋅是元素周期表第30號元素,它遠不如鋰那么活潑,再加上鋅基電池采用水系電解質,本身具備阻燃性。在大鋅能源的演示中,其電池無論是打孔還是對半切都不會自燃,甚至用火焰燒融電池外殼之后依然無事發生。這樣的安全性是鋰電池難以想象的。
安全是一種“剛需”
2012年支春義從日本回國,來到香港城市大學任教。當時鋰電池產業已經發展起來,在科研界研究鋰電池也是一門人頭攢動的“顯學”。但是支春義卻看上了冷門的鋅基電池。
對于這一選擇,支春義給出了一個簡單的理由:“不喜歡湊熱鬧。”
支春義向投中網表示,做鋰電研究的人非常多,但大家講的故事好像都比較類似,都是沿著追求高能量密度這一條路在走,而很多問題其實是被忽略了,可能會留下一些風險。
在支春義看來,鋰電池雖然重要,但不太可能會是一個包打天下的“通用電池方案”。實際上,他接觸到的一個電池界的老前輩,在業內尋找了20多年的“普適電池”,也并沒有找到。鋰電池先是借助高反應活性電極和有機電解質,獲得了高能量密度,然后借助工藝解決其安全性。但是由于其電極材料的高度活性以及有機電解質的高度易燃性,其安全問題難以終極解決。
支春義采取的實際上是與鋰電池相向而行的思路:首先找到一種極致安全的電池,將不太活性的物質泡在水中,然后再追求能量性能的提升。因為鋅基電池本身的材料特性就決定了它的“本質安全”,它需要解決的是能量密度以及循環壽命、自放電等穩定性上的問題。
專注于鋅基電池的研究十余年,支春義和他率領的研究團隊突破了過去制約鋅基電池走向產業化的諸多技術難題。比如鋅基電池的實用化面臨的一個長期挑戰是正極和負極對電解質的要求互相矛盾,導致鋅的不穩定性和鋅枝晶生長。而解決這個問題不僅僅是針對鋅負極優化就可以,一個全方位的方案背后是多角度的改進,這需要大量的科研的支撐。每一個科研工作的貢獻都很小,但是匯集起來就有了力量。
目前,大鋅能源在可充電鋅基電池的正極材料、負極材料、隔膜、電解質包括電池結構都有專利儲備。
起初,高安全性但能量密度較低的鋅基電池到底能應用在什么場景下其實并不明朗。大鋅能源創立之初曾嘗試過把鋅基電池做成柔性電池,用在可柔性設備上。但柔性電子市場悄悄的轉變為了可穿戴器件市場并爆發,柔性卻不再是必需。
不過,安全永遠是一種剛需。在儲能市場爆發之后,鋅基電池在各種下一代電池技術中脫穎而出,終于不再“冷門”。
中國鋅基電池產業化的先行者
大鋅能源是硬科技創業公司當中常見的“師生”組合創業。2019年,當時還在讀博的唐子杰帶隊的鋅基電池項目獲得香港城市大學早期創業(種子)計劃20萬元的資金支持,這是大鋅能源最早的啟動資金。在同一年,大鋅能源先是入選香港創新科技署“大學科技創業支持計劃”,而后又入駐東莞松山湖材料實驗室,開始推動鋅基電池的科研成果向產業轉化。
有十余年的扎實科研作為基礎,大鋅能源在技術上是有自信的。不過,談及從技術到產品的跨越,唐子杰坦言這個過程比想象的更加困難。
與成熟的鋰電產業鏈相比,鋅基電池的產業配套幾乎是一片空白。這是大鋅能源作為先行者遇到的一個非常令人頭疼的問題。
舉一個最簡單的例子,鋅粉是鋅基電池最基本的材料,但市面上能買到的鋅粉并不能滿足大鋅能源的要求。唐子杰表示:“鋅粉本身是一種很常見的材料,但我們對它的形狀、粒徑、摻雜都有要求,供應商覺得我們要的量少要求還多,就不愿意做。”僅僅是為了鋅粉,唐子杰就跑了很多供應商,最終才找到一個愿意支持的廠家。
更大的難點是產線的搭建。大鋅能源最初的思路是盡可能借用鋰電池的成熟生產工藝,但后來發現鋅基電池材料特性和結構都跟鋰電池有差別,要把鋰電池的產線遷移過來用不是那么容易。為此,大鋅能源專門組建了一個設備團隊,自行開發專用的設備。
比如,大鋅能源的電池隔膜是雙層,但鋰電池的隔膜是單層的,同時鋅電池極片更厚,鋰電池產線的卷繞機就不能直接使用。于是大鋅能源就買來一臺二手卷繞機,自己上手改造,重新畫圖設計了一款新的卷繞機出來。
可以說,大鋅能源基本是從零開始,完成了可充電鋅基電池的產業化。目前,大鋅能源在東莞已經建成了一條30MWh產能的產線,今年預計將擴大至200MWh。2023年下半年,大鋅能源的首批量產產品已經交付客戶。
經過四年多的埋頭苦干,現在的大鋅能源正站在一個嶄新的起點上。眾所周知,當前新能源賽道非常卷,鋰電市場價格戰愈演愈烈,鋰電池的價格甚至已經卷到比鉛酸電池還低了。唐子杰不諱言市場競爭的壓力。但是,大鋅能源的底氣在于,鋅基電池的特性決定他的應用場景目前和鋰電池不是競爭而是互補。隨著研究的深入和市場的拓展,大鋅對水系鋅電池的理解,不僅僅是安全兩個字,而是在更多維度找到了其定位。
過去,無論是產業界還是資本對鋅基電池都不太了解。唐子杰告訴投中網,大鋅能源創立后,去見客戶的時候還要做一些“科普”。現在基本不需要科普了,但還是面臨一個障礙:客戶以前從沒用過、甚至是沒見過鋅基電池,要接受它依然需要一個過程。
支春義向投中網表示,做產品和科研一個很大的不同是,客戶并不關心你的電池用的是什么技術,他們只在乎你的產品安不安全,體積大不大,重不重,貴不貴。“我們不指望一下子把整個市場都沖下來,那都是講故事,大鋅現在是逐漸積累口碑和服務案例的階段。”
——信息來自:中投網