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納力新材料夏建中：鋰電池能量密度、安全與成本平衡的破局者

時(shí)間:2023-12-29 17:27來源:36氪 作者:綜合報(bào)道
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12 月 26 日，36 氪 · 硬氪在深圳前海召開了硬科技黃金時(shí)代大會(huì)。大會(huì)邀請了硬科技大量一線投資機(jī)構(gòu)、科技公司、專家學(xué)者，共設(shè)立 14 個(gè)主題演講、2 個(gè)圓桌。主題涉及半導(dǎo)體投資、新材料投資、人民幣投資、專精特新成長等多個(gè)熱門賽道。
 
當(dāng)日，納力新材料夏建中進(jìn)行了《鋰電池能量密度、安全與成本平衡的破局者》的主題分享，以下為演講內(nèi)容，經(jīng)硬氪編輯：
 
集流體是指匯集電流的結(jié)構(gòu)或零件，在電池里面主要指的是銅箔和鋁箔，這是兩個(gè)非常傳統(tǒng)的材料。近些年來，經(jīng)過技術(shù)迭代，可以通過壓延或電解的方式使箔材的厚度變小。復(fù)合集流體是用高分子材料替代大部分的金屬，同時(shí)實(shí)現(xiàn)重量下降和成本降低。傳統(tǒng)的銅箔和鋁箔，除了收集電流以外，還是電池加工過程中非常重要的一個(gè)載體，把正極材料、石墨等粉體配成漿料涂在集流體上，然后將集流體和活性材料組成極片，這些級(jí)片與隔膜進(jìn)行卷繞或疊片后就做成了電池。所以，集流體是電池組成中非常重要的一部分，成本占比也不小，但是在過去的幾十年，并沒有一個(gè)突破性的技術(shù)。
 
首先介紹一下我們的創(chuàng)始人李學(xué)法博士，他是康乃爾大學(xué)的博士，在美國阿貢國家實(shí)驗(yàn)室做過五年的研究，2007 年到美國 Celgard 公司做研發(fā)總監(jiān)。后來，在國內(nèi)大規(guī)模落地濕法隔膜的前期，他加盟了上海 N 公司，擔(dān)任 CTO。2018 年，李博士自己出來在江蘇創(chuàng)業(yè)，做了他在國內(nèi)的第一家隔膜企業(yè)。2022 年初，他看到了復(fù)合集流體的發(fā)展機(jī)會(huì)，主要是下游電池端的應(yīng)用需求，以及上游原材料和設(shè)備供應(yīng)商已經(jīng)具備大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的機(jī)會(huì)，所以他創(chuàng)立了第二家企業(yè)——納力新材料。
 
這是我們創(chuàng)業(yè)的團(tuán)隊(duì)成員，我們有來自于新加坡國立大學(xué)和中國科學(xué)院大學(xué)的博士。我們成立的時(shí)間比較晚，但是發(fā)展得很快，目前已經(jīng)完成了 A+ 輪，陸續(xù)獲得了紅杉、中金和淡馬錫等知名機(jī)構(gòu)的投資，目前估值接近 35 億元。在成立不到 2 年的時(shí)間里，我們已經(jīng)建立了多個(gè)廠區(qū)，也在江陰和美國設(shè)立了全資子公司。揚(yáng)州是我們的總部，有兩個(gè)生產(chǎn)車間。此外，在自有的 360 畝土地里面，我們的二期工廠也開始動(dòng)工，預(yù)計(jì)明年年初封頂。
 
我們從設(shè)立開始，就定位于全球化。雖然設(shè)立時(shí)間只有兩年，但我們很早就開始布局國際客戶。今年，我們注冊成立了美國子公司，未來將應(yīng)對于美國的 IRA 法案，以及公司 " 國內(nèi)做營收，國外做利潤 " 的戰(zhàn)略，直接在客戶所在地給客戶進(jìn)行技術(shù)與產(chǎn)品服務(wù)。2022 年，我們實(shí)現(xiàn)了 " 當(dāng)年簽約、當(dāng)年開工、當(dāng)年投產(chǎn) "，目前一期已全部投完，二期也已經(jīng)開始建設(shè)。
 
這是我們的股東情況，創(chuàng)始股東包括揚(yáng)州市的地方國資，還有幾個(gè)管理層持股平臺(tái)。A 輪融資方有紅杉、中金等，A+ 輪有淡馬錫、洪泰基金等。
 
下面給大家介紹一下市場情況。
 
雖然說今年特別卷，新能源感覺去年還是 " 小甜甜 "，今年就變成了 " 牛夫人 "，不僅銷量沒有達(dá)到預(yù)期，而且大家都在卷成本，利潤下降得特別快。但是，剛才也有一些汽車行業(yè)的同仁講，新能源汽車的發(fā)展并不是因?yàn)檎麄�(gè)汽車行業(yè)的發(fā)展，而是它替代了燃油汽車的產(chǎn)能。在新能源材料的賽道里面，復(fù)合集流體一定程度上也扮演了這樣的角色，是用來替代傳統(tǒng)的銅箔和鋁箔。
 
雖然現(xiàn)在整個(gè)新能源賽道的熱度有所下降，但我們是在細(xì)分方向上進(jìn)行創(chuàng)新和替代。剛剛也講過，在電池里面，集流體的使用量和隔膜是 1：1 的對應(yīng)關(guān)系，所以我們可以簡單地拿隔膜的量來進(jìn)行對照。今年，隔膜出貨量超過 100 億平方，如果按照噸來算，集流體的需求量是百億級(jí)別。此外，鋰電池今年的出貨量可能到 1T 瓦時(shí)，到 2030 年將達(dá)到 2T 瓦時(shí)。所以，雖然集流體是細(xì)分領(lǐng)域的單品，但它總體的市場規(guī)模很大，這是一個(gè)幾百億、甚至是接近千億的大賽道。
 
復(fù)合集流體解決了目前行業(yè)的 3 個(gè)痛點(diǎn)：
 
1、 熱失控問題。對于碰撞后著火，主要是因?yàn)樵谂鲎惨院螅姵匕l(fā)生機(jī)械濫用，電池原本的絕緣排列結(jié)構(gòu)發(fā)生破損，正負(fù)極材料或集流體之間直接發(fā)生短路，引發(fā)電池?zé)崾Э亍?/div>
 
2、 能量密度達(dá)到上限。大家一直在努力提升能量密度，目前，鐵鋰差不多已經(jīng)到極限，三元的能量密度越往上走就會(huì)不安全，因?yàn)槌擞密嚨牟牧夏芰棵芏鹊帽Ｊ匾恍Ｔ陔姵乩锩�，銅的重量占比較高，能達(dá)到 12%。我們的復(fù)合集流體用高分子膜替代了大部分的銅，可以實(shí)現(xiàn)銅箔減重 50%，對于電芯來說也有相當(dāng)大的提升貢獻(xiàn)。另一方面，無論是銅箔還是鋁箔，都有一個(gè)極限，當(dāng)把金屬厚度降到一定的程度時(shí)，強(qiáng)度就沒有辦法再支撐了。而復(fù)合集流體是把高分子膜的強(qiáng)度和金屬的導(dǎo)電性結(jié)合在一塊，相當(dāng)于從兩個(gè)方向分別進(jìn)行調(diào)控，所以可以進(jìn)一步提高電池的能量密度。
 
3、 銅資源分布不均。中國的銅消耗量很大，進(jìn)口占比為 80%，進(jìn)口依存度很高。減少銅的使用量非常重要。
 
我們對銅箔和鋁箔有兩種不同的實(shí)現(xiàn)方式。對于銅箔，我們不用傳統(tǒng)的陰極輥電解制箔，而是采用 PVD 方式在 PET/PP 薄膜上預(yù)鍍多層金屬，然后電鍍增厚至目標(biāo)值，形成多層復(fù)合結(jié)構(gòu)。通過這樣的方式，我們可以實(shí)現(xiàn)銅箔減重 50%、能量密度提高 6%-8%、降低 66% 的銅使用量。對于鋁箔，我們采用 PVD 方式在 PET 薄膜上通過多次或單次真空沉積，實(shí)現(xiàn)多層復(fù)合結(jié)構(gòu)。目前，傳統(tǒng)鋁箔是通過壓延實(shí)現(xiàn)的，壓延的極限是 13 微米，進(jìn)一步再壓下去就無法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)良品率，會(huì)非常容易斷帶。通過材料的更迭，我們把極限厚度降到了 6 微米，面密度也下降到原來的 1/3，減少了 85% 的鋁使用量。
 
此外，我們的產(chǎn)品是高分子 - 金屬復(fù)合材料，在發(fā)生機(jī)械濫用的時(shí)候，材料不是從一個(gè)地方繃開，它表面的金屬會(huì)產(chǎn)生多點(diǎn)的應(yīng)力釋放，形成多點(diǎn)的裂紋斷路，阻止熱失控。這是我們和清華大學(xué)歐陽明高院士課題組合作的工作，左邊是傳統(tǒng)鋁箔，右邊是復(fù)合鋁箔，復(fù)合鋁箔可以實(shí)現(xiàn)針扎時(shí)的完全斷路，它沒有觸發(fā)熱失控。我們的材料用完以后，截面沒有受到熱的影響，界面也保持完整。
 
這是我們目前的四大產(chǎn)品，包括剛才介紹過的復(fù)合銅箔和復(fù)合鋁箔，作為一個(gè)新的材料，它導(dǎo)入到電池企業(yè)需要比較長的周期，從電池 A 樣、B 樣到量產(chǎn)。我們還有相對傳統(tǒng)的材料，是做電池箔材的表面涂碳，可以在復(fù)合銅箔和鋁箔上涂，也可以在傳統(tǒng)的銅箔和鋁箔上涂，這塊的導(dǎo)入進(jìn)度會(huì)快一些，可以用來支撐公司早期的營收。
 
目前，我們有員工 300 多人，研發(fā)人員 80 多位，一期投入近 13 個(gè)億，建設(shè)了超過 50 條各類生產(chǎn)線，產(chǎn)能接近 5 億平方米，是目前復(fù)合集流體賽道規(guī)模最大的企業(yè)。
 
這是我們與競品的分析結(jié)果，主要體現(xiàn)在高分子和金屬的界面處理上，分析指標(biāo)是粘結(jié)力。結(jié)果顯示，我們的材料界面可以在原子級(jí)別上融合到一塊。我們已經(jīng)給國內(nèi)外龍頭電池企業(yè)進(jìn)行了送樣測試，目前綜合評(píng)價(jià)是最佳。
 
我們也通過了政府組織的新產(chǎn)品鑒定和汽車行業(yè)的 IATF 16949 認(rèn)證。在專利布局方面，因?yàn)檫@是全新的材料，從原材料開始，到設(shè)備、工藝和下游應(yīng)用都是全新的。所以我們請了美國最頂尖的專利律師事務(wù)所給我們做專利布局，目前已累計(jì)提交了 600 多篇專利申請、155 篇 PCT，獲專利授權(quán) 130 多項(xiàng)。這是我們做國際化非常重要的一點(diǎn)，要有足夠多的高質(zhì)量專利來保駕護(hù)航。
 
這是我們二期的規(guī)劃圖，占地面積 360 畝，建筑面積約 30 萬平。我們計(jì)劃在 2026 年推動(dòng)申報(bào)科創(chuàng)板。
 
這是我們目前全球布局的情況，今年在美國北卡的全資子公司已經(jīng)設(shè)立完成，開始做技術(shù)支持和商務(wù)，等美國客戶的量產(chǎn)計(jì)劃下來以后，再快速推進(jìn)美國生產(chǎn)基地的落地。
 
我的分享就到這里，謝謝大家！
 
(責(zé)任編輯：子蕊)
文章標(biāo)簽： 鋰電池 納力新材料
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