“剛加入公司的那些師弟師妹都是00后。”1996年出生的恒輝科源(西安)新能源技術(shù)有限公司(下稱“恒輝科源”)CEO廖陳正笑著說(shuō)道。
廖陳正是恒輝科源創(chuàng)始人、首席科學(xué)家寧曉輝教授的學(xué)生，去年，他毅然從上海一家中國(guó)500強(qiáng)企業(yè)辭職，回到西安和他的老師一起創(chuàng)業(yè)。
“年輕，總要拼一把。”他說(shuō)。
青春，是恒輝科源團(tuán)隊(duì)最大的底色。
即使是廖陳正的老師，團(tuán)隊(duì)的創(chuàng)始人寧曉輝教授，也是一位正值壯年的80后。他曾師從于液態(tài)金屬電池的發(fā)明人麻省理工的Donald Sadoway教授，并參與了液態(tài)金屬電池從提出到原理實(shí)現(xiàn)的全部工作，回國(guó)后在西安交通大學(xué)材料學(xué)院任職。
一年多前的2023年6月，恒輝科源的創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)成立，開(kāi)啟了液態(tài)金屬電池的產(chǎn)業(yè)化道路。
成立一年至今，恒輝科源先后完成了種子輪和天使輪的融資，并取得了第12屆中國(guó)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽陜西賽區(qū)二等獎(jiǎng)、殼牌新能源挑戰(zhàn)賽2024中國(guó)站TOP10等榮譽(yù)稱號(hào)。
青春，就意味著勇于闖蕩別人不敢涉足的領(lǐng)域。
恒輝科源所切入的賽道，正是一個(gè)罕有而“年輕”的儲(chǔ)能賽道。
液態(tài)金屬電池作為一種新型電化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)，起步時(shí)間并不長(zhǎng)。
“Sadoway教授在08、09年的時(shí)候，才在世界范圍內(nèi)第一次提出了液態(tài)金屬電池這個(gè)概念，當(dāng)時(shí)寧教授正好是在Sadoway教授課題組學(xué)習(xí)，當(dāng)時(shí)他就主導(dǎo)參與了全世界第一支可循環(huán)的液態(tài)金屬電池原型機(jī)的一個(gè)研發(fā)”廖陳正介紹道。
公開(kāi)資料顯示，2006年，美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)的Donald R. Sadoway教授首次提出全液態(tài)金屬電池的概念。
不同于傳統(tǒng)固態(tài)電池，液態(tài)金屬電池在高溫下(>300℃)運(yùn)行，其正負(fù)極均為液態(tài)金屬，電解質(zhì)為無(wú)機(jī)熔融鹽，它們之間互不相溶，根據(jù)密度從上到下依次為負(fù)極金屬、熔鹽電解質(zhì)和正極金屬。
“由于三種材料本身的密度不同，并且相互之間不會(huì)溶解，所以在工作溫度下，就會(huì)自動(dòng)的分為上中下三層，密度最小的負(fù)極材料在最上面，中間的是密度居中的熔鹽電解質(zhì)，最下面的是密度最大的正極材料，因?yàn)樗鼈兿嗷ブg不會(huì)互溶，所以就跟水和油一樣，會(huì)分層，就水是水，油是油。”聊起公司的核心技術(shù)，廖陳正滔滔不絕，“這種結(jié)構(gòu)很巧妙，不需要像鋰電一樣用隔膜物理的把正負(fù)極隔開(kāi)，它自動(dòng)的就可以分層構(gòu)建一個(gè)上中下的電池結(jié)構(gòu)，所以我們不需要使用隔膜這些東西。”
液態(tài)金屬電池的優(yōu)勢(shì)還有很多。
對(duì)此，廖陳正總結(jié)了三個(gè)方面：安全、循環(huán)壽命長(zhǎng)、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)。
“我們的電池安全主要來(lái)自幾個(gè)方面，一個(gè)就是用到的正負(fù)極材料都是一些常見(jiàn)的金屬以及合金，溶液電解質(zhì)也是無(wú)機(jī)熔鹽，這些材料它本身不可燃。而且，液態(tài)金屬電池工作的時(shí)候，是全液態(tài)狀態(tài)，界面都是柔性界面，不會(huì)有這種金屬枝晶生長(zhǎng)引發(fā)的安全性風(fēng)險(xiǎn)。”廖陳正特別強(qiáng)調(diào)說(shuō)，鋰電的不安全性一部分來(lái)源于因?yàn)樗囍У纳L(zhǎng)之后，會(huì)穿破電解質(zhì)隔膜，導(dǎo)致正負(fù)極短路，然后導(dǎo)致著火甚至爆炸，“液態(tài)金屬電池技術(shù)電池則避免了這一問(wèn)題”。
除此之外，由于液態(tài)金屬電池使用的電池材料是熔鹽，其本身就是一個(gè)優(yōu)異的儲(chǔ)熱材料，熱熔值很大，熔點(diǎn)在400多度，而其沸點(diǎn)卻在1300度左右。
“哪怕正負(fù)極短路之后，電池電能迅速轉(zhuǎn)化為熱能釋放，這部分熱能也可以完全的被熔鹽給吸收掉，不會(huì)向外去擴(kuò)展去外泄，很大程度上避免了一個(gè)熱失控的風(fēng)險(xiǎn)。”廖陳正補(bǔ)充道。
除了安全性之外，液態(tài)金屬電池還有一個(gè)特點(diǎn)：循環(huán)壽命長(zhǎng)。
據(jù)介紹，液態(tài)金屬電池電勢(shì)差源于正負(fù)極金屬的電負(fù)性差異。因此，負(fù)極材料選擇電負(fù)性較小、密度輕的堿金屬或堿土金屬，如鋰、鈉、鎂、鈣等;電負(fù)性較大、密度大的金屬或合金作為正極材料，如鉍、錫)、鉛、銻、碲等。
電池放電時(shí)，負(fù)極金屬A失去電子變成An+，An+穿過(guò)熔鹽電解質(zhì)在正極得到電子與正極金屬B合金化形成A-B金屬間化合物;電池充電時(shí)，正極脫合金化后，An+返回負(fù)極，變成金屬A。電池充放電過(guò)程中，只有正負(fù)極體積的變化，不涉及電極結(jié)構(gòu)的變化，不存在傳統(tǒng)固態(tài)電池長(zhǎng)期使用造成的微觀電極結(jié)構(gòu)坍塌退化機(jī)制，因此其具有超長(zhǎng)的理論循環(huán)壽長(zhǎng)。
“目前我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室實(shí)測(cè)已經(jīng)接近5000個(gè)循環(huán)，沒(méi)有任何容量的衰減，容量保持率基本上是百分百，沒(méi)有任何損失，所以推演下來(lái)，我們覺(jué)得做到15000 ~20000個(gè)循環(huán)是沒(méi)有任何問(wèn)題的。”廖陳正說(shuō)。
基于以上兩大特點(diǎn)，恒輝科源團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，液態(tài)金屬電池儲(chǔ)能產(chǎn)品的環(huán)境適應(yīng)性很強(qiáng)。
“不管是在極寒地區(qū)，如北極也好，或者青藏高原也罷，或者在很熱的地方，沙漠地區(qū)、非洲地區(qū)，幾十度的變化溫度對(duì)我們的產(chǎn)品來(lái)講，都是一個(gè)很小的波動(dòng)，不會(huì)像常溫電池那樣對(duì)外界溫度那么敏感。”廖陳正信心滿滿地表示。
此外，液態(tài)金屬電池的電極、電解質(zhì)材料儲(chǔ)量豐富且價(jià)格便宜，電池中活性液態(tài)組分的自分離特性，又使其電池組裝方便，無(wú)需使用隔膜。因此，液態(tài)金屬電池具有制造成本低、制造工藝簡(jiǎn)單和容量易放大的優(yōu)勢(shì)。
事實(shí)上，進(jìn)行液態(tài)金屬電池的產(chǎn)業(yè)化工作，恒輝科源并不是第一家。
如上文所述，美國(guó)的Donald Sadoway教授于2006年提出液態(tài)金屬電池技術(shù)后，就于2010年創(chuàng)辦了Ambri公司。
該公司自成立以來(lái)，先后獲得比爾蓋茨、印度信實(shí)工業(yè)、道達(dá)爾等國(guó)際巨頭的多輪投資。但該公司在推向量產(chǎn)時(shí)，由于美國(guó)的基礎(chǔ)工業(yè)配套和新能源供應(yīng)鏈配套等問(wèn)題遇到障礙。
實(shí)際上，液態(tài)金屬電池作為一種新型儲(chǔ)能電池技術(shù)，以其低成本、長(zhǎng)循環(huán)壽命、本征安全、快速充放電、無(wú)毒無(wú)害、回收簡(jiǎn)單等優(yōu)勢(shì)，在儲(chǔ)能領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
近幾年，全球儲(chǔ)能市場(chǎng)爆發(fā)式發(fā)展，以鋰離子電池為代表的新型儲(chǔ)能迅速擴(kuò)張，但是目前儲(chǔ)能技術(shù)仍存在諸多難題未解決，因此諸如空氣壓縮儲(chǔ)能、液流儲(chǔ)能、熔鹽儲(chǔ)能等技術(shù)也開(kāi)始百花齊放。
但，這些技術(shù)的出現(xiàn)在解決某一痛點(diǎn)問(wèn)題的同時(shí)，也面臨著成本高昂、安全性低、使用壽命短等棘手問(wèn)題。
“液態(tài)金屬電池的目標(biāo)，就是要將這些問(wèn)題同時(shí)解決掉。”廖陳正說(shuō)道
目前，恒輝科源有關(guān)液態(tài)金屬電池在國(guó)內(nèi)儲(chǔ)能領(lǐng)域的產(chǎn)業(yè)化落地正在有條不紊的展開(kāi)。
2023年6月成立伊始，恒輝科源就得到了銀杏長(zhǎng)青(西安)私募基金有限公司的種子輪投資。今年5月，恒輝科源又完成了數(shù)千萬(wàn)天使輪融資，由知名投資機(jī)構(gòu)江遠(yuǎn)投資(LongRiver Investments)獨(dú)家投資。
這輪融資的成功，不僅標(biāo)志著恒輝科源在液態(tài)金屬電池領(lǐng)域的研發(fā)實(shí)力得到了市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可，也為其后續(xù)的技術(shù)研發(fā)、量產(chǎn)化探索和團(tuán)隊(duì)建設(shè)提供了強(qiáng)有力的資金支持。
截至目前，恒輝科源已取得了多項(xiàng)核心技術(shù)的突破，正在搭建一條具備研發(fā)性質(zhì)的液態(tài)金屬電池中試產(chǎn)線，其產(chǎn)品在循環(huán)壽命、安全性等方面也均達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，與美國(guó)的Ambri公司在技術(shù)路線上形成了有力對(duì)標(biāo)。
廖陳正表示：“美國(guó)Ambri在量產(chǎn)時(shí)最近遇到一定障礙，美國(guó)的基礎(chǔ)工業(yè)和新能源領(lǐng)域的供應(yīng)鏈配套導(dǎo)致其量產(chǎn)工作一度陷入停滯，這給了我們非常大的機(jī)會(huì)，我們將借助國(guó)內(nèi)成熟的供應(yīng)鏈體系盡快實(shí)現(xiàn)液態(tài)金屬電池的產(chǎn)業(yè)化工作，在國(guó)家對(duì)新能源的大力支持下超越Ambri。”
此外，廖陳正還透露，恒輝科源正在聯(lián)合南方電網(wǎng)一起申報(bào)十四五國(guó)家科技部的重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目。
“項(xiàng)目由南網(wǎng)牽頭，他們會(huì)提供在他們電網(wǎng)體系找一個(gè)場(chǎng)景，然后我們一起做一個(gè)兆瓦級(jí)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，并在電網(wǎng)側(cè)的場(chǎng)景去進(jìn)行實(shí)際應(yīng)用。”廖陳正表示，這一項(xiàng)目預(yù)計(jì)今年正式開(kāi)啟，明后年應(yīng)落地。
從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)化，僅僅一年多的時(shí)間，恒輝科源在多方支持下已經(jīng)邁出了關(guān)鍵的幾步，廖陳正的創(chuàng)業(yè)信心也更滿、干勁更足了，“既然做了，那就要做好”
2024年上半年，儲(chǔ)能新增企業(yè)數(shù)量達(dá)4.02萬(wàn)家，截至2024年6月末，儲(chǔ)能企業(yè)注冊(cè)數(shù)量已“狂飆”到19.10萬(wàn)家。面對(duì)目前激烈的競(jìng)爭(zhēng)形勢(shì)，廖陳正顯得很沉著冷靜，“恒輝科源的優(yōu)勢(shì)在于獨(dú)一無(wú)二的技術(shù)積淀，這種實(shí)力一旦掌握，是別人很難復(fù)制的，這就是我們的核心競(jìng)爭(zhēng)力。”
從“0”到“1”的突破，需要有敢為人先的闖勁、干勁，這也是恒輝科源這支儲(chǔ)能“青春勢(shì)力”的“團(tuán)魂”。
“我們不會(huì)像大公司一樣有那么多的條條框框，有那么多的規(guī)規(guī)矩矩，那么多的死板的東西，在每件事情中，我們都會(huì)充分地讓團(tuán)隊(duì)每個(gè)小伙伴都發(fā)揮出自己的創(chuàng)造性。”廖陳正表示，"大家有一個(gè)共同的目標(biāo)，去做一款安全綠色并且耐用經(jīng)濟(jì)的一個(gè)產(chǎn)品，去服務(wù)于整個(gè)國(guó)家的能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型，我們覺(jué)得這是一個(gè)很有意義的事情。“
"不亂于心，不畏將來(lái)，堅(jiān)定最重要，我們會(huì)一直走下去。”廖陳正最后說(shuō)道。
來(lái)源：預(yù)見(jiàn)能源 作者：楊銳
評(píng)論