鉅大LARGE | 點擊量：688次 | 2021年09月09日
混合鋰金屬電池量產(chǎn)倒計時，或掀下一次電池革命
“2025年后，電動汽車電池將會從鋰離子轉(zhuǎn)向鋰金屬電池，這一點毋庸置疑?！变嚱饘匐姵刂圃旃維ES創(chuàng)始人胡啟朝對DeepTech說道。
2019年，他因研發(fā)混合鋰金屬電池而被評選為《麻省理工科技評論》2019年度全球“35歲以下科技創(chuàng)新35人”。
圖｜混合鋰金屬電池（來源：SES）
胡啟朝創(chuàng)辦的SES于2012年從麻省理工學院（MIT）獨立出來正式成立，總部位于新加坡，致力于開發(fā)和制造用于汽車和運輸應(yīng)用的高性能鋰金屬電池，目前在美國和我國兩地經(jīng)營電池原型生產(chǎn)廠，并在（美國）波士頓、（我國）上海和（韓國）首爾都有開展業(yè)務(wù)。
另辟蹊徑：打造鋰金屬“混合”電池
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%
這種鋰金屬混合電池在負極部分采用了高能量密度的鋰金屬和保護層，電解液是具有專利的高濃度鋰鹽電解質(zhì)，并采用了人工智能（AI）安全算法來進行安全模擬和預(yù)警，使其電池比理論上的全固態(tài)鋰金屬電池具有更出色的的性能和制造效率。
在滿足電池壽命和安全要求的前提下，SES的鋰金屬混合電池能供應(yīng)400Wh/kg的能量密度，15分鐘內(nèi)可快充達80%。電池容量是傳統(tǒng)鋰離子電池的兩倍，同樣產(chǎn)量和使用同樣正極材料的情況下，成本能降低20％，材料本身也會更安全。
這些混合鋰金屬電池在可以廣泛應(yīng)用到電動汽車、無人機，甚至在和領(lǐng)域也可進行部署。
高能量密度和高安全的電池有關(guān)車企來說，最核心的吸引力便是低成本，胡啟朝認為這正是他的鋰金屬混合電池能夠同時滿足的。
（來源：SES）
在接受DeepTech采訪時，他回憶了整個鋰離子電池的發(fā)展過程，胡啟朝認為，自上個世紀70年代首個鋰離子電池問世一來，鋰電在這短短的四五十年間經(jīng)歷了大約四個階段：
第一階段是1996年以前的液態(tài)鋰金屬電池，因安全性極低，所以沒有被推廣，并逐漸被后來的鋰離子電池所替代。
第二階段是對純固態(tài)的鋰金屬電池的研究，純固態(tài)盡管解決了枝晶的問題（早期鋰金屬電池原型在充電時會形成針狀結(jié)構(gòu)即枝晶，這會造成電池短路，導(dǎo)致電池起火或爆炸），一定程度上供應(yīng)了安全性，但同樣存在低溫、室溫情況下的性能較差，能量密度低、材質(zhì)厚重等缺陷。
第三階段，在2015年后，開發(fā)出一種高濃度電解液，這種電解液是液態(tài)的，但卻擁有者匹敵固態(tài)電解液的導(dǎo)電性，可以將其理解為低熔點的固態(tài)電解液，因此它兼具固態(tài)電解液的安全性，同時又是液態(tài)的電解液。
“我們認為全固態(tài)鋰金屬電池的技術(shù)路徑可能永遠都難以實現(xiàn)，混合鋰金屬電池通過混合氧化物固態(tài)電解質(zhì)加高濃度電解液，是目前進展最快的鋰金屬電池技術(shù)解決方法。”胡啟朝表示。
圖|鋰金屬混合電池（來源：SES）
同時他承認，即使使用了高濃度電解液，也不能保證鋰金屬混合電池的絕對安全的，隱患總會存在。
2019年后，一些公司針對電池安全問題開發(fā)出了相應(yīng)的軟件，通過算法對電池的安全性進行檢測，由此迎來鋰金屬電池的第四階段。
特斯拉等公司已在對鋰離子電池的安全進行監(jiān)測，并建立了數(shù)據(jù)庫，但由于鋰金屬電池仍在研究中，目前行業(yè)中急缺鋰金屬電池的數(shù)據(jù)，SES在這方面填補了空白，通過對自家電池的數(shù)據(jù)收集，包括電化學數(shù)據(jù)、壓力、溫度等，SES推出了鋰金屬電池的安全算法，能夠?qū)崿F(xiàn)對電池安全性的評估和預(yù)警，包括電池修復(fù)、更換提示等。
SES的混合鋰金屬電池負極采用的是鋰金屬，其中的固態(tài)保護層是從第二階段固態(tài)鋰金屬研究中沿用下來的的材料，在正極中使用的高濃度電解液是從第三階段中沿襲下來材料，最終加上第四代的AI安全檢測環(huán)節(jié)，成就了今天SES的混合鋰金屬電池。
鋰金屬電池的推廣難點不在于提升能量密度等問題，而在于充電等后期的配套系統(tǒng)上，胡啟朝對DeepTech表示，這方面仍需不斷完善。
此外，有關(guān)電池回收問題，SES同樣有關(guān)注。正極中鎳、鈷，錳等元素的回收技術(shù)已經(jīng)發(fā)展得較為成熟，該公司目前重要致力于負極鋰金屬的回收研究，由于負極材料只有單一的鋰金屬，因此回收實際上會比混合多種元素的正極更為簡單。
交出真正的鋰金屬電池，而不是講故事
美國、韓國等諸多車企或在自主研發(fā)，或與電池公司合作進行鋰金屬電池的研發(fā)。美國政府在換屆后的，對新能源汽車的態(tài)度由不信任改為了支持，鋰金屬商業(yè)化的時間點由此從2030提早到了2025年。德國大眾、韓國現(xiàn)代，我國吉利、上汽、北汽，美國的通用、福特等公司都準備在2025年做鋰金屬電池。
然而，“但很多公司都在講故事，真正拿出鋰金屬電池并對其性能和安全性進行測試的只有我們。”胡啟朝說道。
據(jù)悉，SES已于今年三月和五月分別與通用汽車和現(xiàn)代汽車以及起亞簽署了聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，為他們供應(yīng)“A-Sample”鋰金屬電動汽車電池。按照此計劃，人們真正坐上由鋰金屬電池驅(qū)動的電動汽車指日可待。
在競爭如此激烈的環(huán)境中，胡啟朝認為SES在鋰金屬電池領(lǐng)域的的獨特優(yōu)勢有兩點：
第一，SES是唯一一家在鋰金屬電池方面有獨立第三方測試報告的公司。SES現(xiàn)已與Exponent、EclipseEnergy等第三方測試機構(gòu)進行了合作，對其混合鋰金屬電池的能量密度、續(xù)航里程、快充能力、循環(huán)使用、放電、溫度等性能進行了全面的檢測。
第二點是，SES真正將鋰金屬電池的研發(fā)和生產(chǎn)推到了A樣品階段。該公司已于今年三月和五月分別與通用汽車和現(xiàn)代汽車以及起亞簽署了聯(lián)合開發(fā)協(xié)議，為他們供應(yīng)為“A-Sample”鋰金屬電動汽車電池。
SES與通用汽車在15年就展開了小規(guī)模的研發(fā)合作，今年年初與通用的工程、生產(chǎn)團隊開展了合作，通用汽車計劃在2025年使用鋰金屬電池。胡啟朝表示，同樣的車，使用鋰離子的電動汽車充一次電能跑300英里，而使用鋰金屬電池的汽車則可以跑500英里。
七月十三日，SES公司宣布與特殊目的收購公司（SPAC）艾芬豪資本收購公司（IvanhoeCapitalAcquisitionCorp.）達成最終的合并協(xié)議，計劃在紐交所上市。
SES稱，合并后的公司股權(quán)價值預(yù)計約為36億美元，交易預(yù)計將為SES供應(yīng)高達4.76億美元的資金。這些資金將為公司未來的發(fā)展和2025年產(chǎn)品商業(yè)化供應(yīng)支持。
胡啟朝透露，此次融資的資金將用于建立美國和我國的1吉瓦/時電池產(chǎn)線，未來還有望與我國汽車廠商簽署電池開發(fā)協(xié)議。
SES已與SK、通用汽車、現(xiàn)代汽車、起亞公司、淡馬錫、天齊鋰業(yè)、VertexVentures、應(yīng)用材料和上汽集團等展開合作。目前，他們正在波士頓附近建立一座廠，用于生產(chǎn)電池原型，該廠將于2023年開始與美國通用汽車公司（GeneralMotors，GM）聯(lián)合運行。
2019年下半年，他們在上海嘉定開設(shè)了全球最大的鋰金屬電池制造廠，胡啟朝希望可將廠的產(chǎn)量提升到每月數(shù)萬塊。
他表示：“我國和韓國等亞洲的傳統(tǒng)鋰離子廠商仍然專注于鋰離子技術(shù)，在鋰金屬電池方面的投入仍然較??；美國新興的鋰金屬電池技術(shù)公司擁有較強的研發(fā)實力，但是生產(chǎn)量力不夠，這就給我們這類介于兩者之間的公司供應(yīng)了更大的機遇。”
邁入新能源領(lǐng)域：緊跟風潮的研究
胡啟朝生于我國，12歲時搬至紐約。2007年，他從麻省理工學院物理系本科畢業(yè)，也是這一年開始，小布什和奧巴馬領(lǐng)導(dǎo)的美國政府加大了對新能源領(lǐng)域的科研投入。
是年，美國能源部獲得聯(lián)邦政府６０億美元的研究資金，其中２４億美元用于支持物理科學，并對太陽能電池、鋰離子電池、水處理等新能源技術(shù)的研究投入很多資金。美國能源部對麻省理工學院和斯坦福大學等多所知名院校進行了資助。那一年，很多準博士生選擇進入該領(lǐng)域進行研究。
政策的傾斜與新能源活躍的科研環(huán)境讓胡啟朝找到了方向。然而他本科學習的是物理專業(yè)，所以最初胡啟朝選擇了新能源領(lǐng)域中與物理有交叉的太陽能電池研究，但因與偏向?qū)W術(shù)研究的教授發(fā)展愿景不同，胡啟朝最終找到了后來的教授，做起了更加偏向應(yīng)用的鋰離子電池。
2010年到2012年，科研方面取得一定進展，產(chǎn)業(yè)與應(yīng)用也在同步跟進，美國多家電池公司在這幾年成立，如加州的QuantumScape，SolidPower，胡啟朝的SES也在這時從麻省理工學院獨立出來。
2017年，胡啟朝的公司正式交付其混合鋰金屬電池，研究從起步到成果落實不過10年。他的愿景不僅是要建立一個了不起的電池公司，還期望推動新電動汽車（甚至電動飛行汽車）的發(fā)展速度。
