「双碳星物种」复赛之「新能源新材料」篇:站在新材料风口,创业者向上游布局|36碳活动

晓曦·2023年09月27日 17:01
有“底盘技术”之称的新材料领域,正在上演一场新的创新变革。

“双碳”目标不断推进,在新能源产业的牵引下,处于新能源产业上游的材料赛道,从一个相对冷门的小众领域,正在成为频获资本青睐的热门高地。

9月15日,36氪与东方证券联合举办的第二届“双碳星物种·可持续创新大赛”复赛在芜湖市鸠江区举行。在新能源新材料赛道,来自不同领域的企业上演了一场精彩比拼:新型电池材料、智能光伏零部件、电力电子散热器、生物基材料.......一群来自新材料领域的创业者们,从行业前景、技术实力、商业能力、团队水平等方面展开细致讲解不断引发在场专家的热议。

经过激烈角逐和公正评审,有4家企业从新能源新材料的分赛场中脱颖而出,分别是绿能纤材、高能时代、丰郅新能源和兰洋科技,他们也将和其他两个赛道的胜出企业共同会师决赛赛场。

当下,作为“底盘技术”的新材料领域持续上演新的变革。技术迭代、资源节约以及回收循环再利用等,是新材料产业满足经济社会可持续发展的必然选择。

在此次分赛场中,我们看到这个领域正涌现出一批新型力量,他们用创新技术拓宽着碳中和时代的想象边界,而属于他们的曙光也正在到来。

01

从底层技术入手,让电池实现加速跑

在能源电气化转型的十字路口,电池技术作为重要角色之一,迎来多种技术路线的同台竞技。在双碳星物种的分赛场上,角逐新型电池技术的新玩家们成为一大亮点。

高能时代(珠海)新能源科技有限公司(简称“高能时代”),把目光投向有“下一代电池技术”之称的全固态电池

经过数十年发展,传统锂电池的能量密度已接近理论极限,难以突破300Wh/kg,并且由于液态电池中电解液的材料特性,容易发生漏液、热失控、燃烧、爆炸等危险。因此安全问题、续航里程焦虑成为一大痛点。

在此背景下,全固态电池开始崭露头角,它让高能量密度和高安全性能二者兼得成为可能:“块头”小,能量密度大,充电速度更快且使用寿命也更长。

数据显示,全固态电池能提供比传统锂离子电池高出2倍以上的能量密度,现阶段全固态电池的能量密度就已超过450Wh/kg,未来更有望达到500Wh/kg甚至更高。

同时,全固态电池不含电解液,而是采用非常耐受高温的无机物固态电解质,因此不易燃烧,更加安全。

高能时代正式成立于2019年,创始人罗明已经在日本沉淀深耕多年全固态电池行业经验,并计划将日本先进电池技术与关键产业链资源进行国产化落地。

在最基础的技术路线上,目前市场上主流的固态电池可以划分为三种技术路径——聚合物、氧化物和硫化物。高能时代从创立之初,就选择了硫化物技术路线。综合来看,硫化物是材料特性最好,并且有潜力实现全固态电池产业化的技术路线,但是开发技术难度也是最大的。

为此,高能时代通过材料改性、优化工艺等技术创新,实现低成本硫化锂材料自制,并通过碳纳米复合涂层负极技术,加快全固态电池的产业化进程。

如今高能时代在日本横滨、中国珠海、深圳设立研发基地,打通国际产业链资源共享壁垒,率先研制出1Ah-20Ah等多种规格的全固态电池样品。

高能时代总经理助理、品牌负责人符霆鑫介绍,预计2023年内,高能时代将完成全固态电池量产试验线,2024年完成中试线并批量生产3C类产品电池,2025年有望能够把全固态电池技术应用在汽车、储能等领域。

同样关注电池领域的还有另一家公司——绿能纤材(重庆)科技有限公司(以下简称“绿能纤材”),他们聚焦一个更小众的领域:锂电池纤维素粘结剂,即锂电池辅助材料之一。

粘结剂是锂电池正负极材料中的重要组成部分,虽然本身几乎没有容量,在电池中所占的比重不到10%,但却是整个电极的力学性能的主要来源,起到“四两拨千斤”的效果。

绿能纤材正式成立于2021年,但已积累了十年的技术沉淀。

2011年,国内锂电池行业刚起步,锂电材料开始实现国产化,市场关注重心都在设备端。国内锂电池产业中用到的锂电池纤维素绝大部分依赖进口,国产化程度低,市场关注还不够高。

当时,从日本进口的锂电池纤维素粘结剂产品能卖到40万元/吨,而国产的工业级食品级等纤维素产品只能卖到2万元/吨。自那时起,邱磊开始投身于国产化中高端纤维素产品的技术研发中。

2021年,邱磊正式成立绿能纤材,公司核心产品是羧甲基纤维素(CMC-Na)、改性纤维素(CMC-Li),以及丁苯乳液(SBR)、聚丙烯酸树脂(PAA)等锂电池纤维素产品。在工艺路线上,公司创新采用淤浆法,可以保证产品的纯度及稳定性。胶液溶解充分后无需过筛,并能与石墨相容,形成柔韧包覆层,从而保证极片的持久粘接。

2022年,绿能纤材打造了自动化控制锂电池水性粘结剂的产品产线,成为一条智能自动化控制、且属于中国制造的锂电池纤维素标准专用产线,将原本这项受制于人的技术,成功实现国产化替代。

目前,绿能纤材产品已送样至上百家客户,并与十多家客户建立小批量采购合作,未来还将进一步拓展。

在热闹非凡的电池领域,材料革新正不断突破行业天花板的限制。但在这背后,更凝结着这批创业者长年累月的耐心和坚韧。

02

以材料技术为基,帮助产业提质增效

如果把新能源产业比作盖房子,新材料技术则是其中的砖石和水泥。建造材料越好,生产效率必然越高。

在此次新能源新材料的分赛场中,也有企业想要用更加创新的技术,推动新能源产业提质增效。

丰郅 (上海) 新能源科技有限公司(以下简称“丰郅新能源”)是一家致力于光伏组件级安全、优化和智控管理系统的企业。

如今,光伏电站的发展模式从粗放型迈向精细化,对管理模式提出更高要求。特别是分布式光伏电站,因为各地布局分散,当地气候、周边环境变化等都会影响发电能力,从而提高管理难度。例如阴影、遮挡、朝向不一致、热斑等问题,会拉低整串发电量,严重时会进一步损坏系统。

基于此痛点,丰郅新能源用智能光伏曲线匹配技术,跟踪每个组件的最大功率点,消除由于组件失配造成的功率损失,有效保障电站收益。

简而言之,就是解决组串的“木桶效应”,给每块组件进行“一对一管理”,使其实现独立最优化发电。测试结果显示,安装丰郅智能光伏优化器可提升发电量5%-25%不等,且能匹配任何第三方逆变器。

实现光伏精细化管理的另一大难点还在于安全,如火灾防范。据统计,80%以上的光伏电站火灾由直流高压电弧引起。直流电弧一旦产生,不会自动熄灭,很容易引起火灾。

丰郅新能源运营副总齐丽娜介绍,当发生火灾时,即使逆变器关机,组件侧仍有500V-1500V高压,若消防员贸然施救,安全隐患非常大,很容易发生人员触电伤亡等事故。因此,丰郅新能源将电弧检测与阻断技术(AFCI)集成于组件级快速关断装置,可以在每一块组件产生电弧时第一时间识别并切断,以保证分布式光伏系统安全。

丰郅还在数智化领域进一步探索,其自主研发的SafeSolar智能运维系统依托大数据与物联网技术,可为产品提供实时数据监测、电弧故障检测、主动保护及故障定位、数据分析、远程升级控制等功能,便于用户远程实时了解光伏电站的实时和历史运行情况,及时处理故障,进一步提升光伏电站的智能化、安全性、运维效率和便捷性。

复赛赛场中,还有一家由一群工学博士创立的企业,引发了不小关注。

这家公司是兰洋(宁波)科技有限公司(以下简称:兰洋科技),在AI算力成为数字经济时代新的生产力、需求不断快速增长的今天,他们很早就在液冷领域进行了布局,把目光投向解决电子信息领域发展的最大痛点:散热

电子器件的工作温度,直接决定其使用寿命和稳定性,散热俨然成为电子行业中一项衡量产品性能的重要指标。

与传统散热路线有所不同,兰洋科技的研发团队瞄准一个更加前沿的方向:浸没式液态散热技术

兰洋科技副总经理莫景杰介绍,浸没式液冷技术是将电子元器件浸泡在特殊导热液中,当电子元件工作产生热量时,依靠液体的流动循环带走热量的散热方式。

与风冷相比,液冷技术有三个优势:与风冷那样间接制冷不同,液冷技术允许冷却剂直接导向热源。与风冷相比,因为液体比热容较大,液冷的散热效率比风冷高很多倍。液冷系统的噪音比风冷系统小很多,既降低了噪音,同时也节省了风扇和空调系统的电费和耗能。服务器CPU在低温下计算性能和可靠性可显著提高,大大增加了CPU的运算效率。

同时,兰洋科技选择以PC市场作为切入点。2020年9月23日,兰洋科技发布了量产型浸没式液态散热小型台式性能主机概念机,成为一家能够在小型化电子设备实现浸入式液态散热的企业,近期,该产品已经升级到了2代。

基于自主研发的新型导热液体材料与热控结构设计,并通过国内供应商即可满足基础原材料需求,以自主研发、复配的方式独立完成材料研制及迭代、生产。可以说,所有具有散热需求的行业,兰洋科技都具备拟建企业产品的应用场景。

未来,兰洋科技还计划为数据中心、消费电子、新能源、储能及动能电池、5G基站和航空航天等领域提供高效节能的散热终端产品和技术服务。

如今,“双碳”浪潮之下,新材料领域的变革迎来新的机遇。经过多年技术沉淀,以绿能纤材、高能时代、丰郅新能源和兰洋科技为代表的初创企业们,正站上新的时代风口,奔向一个更具想象力的碳中和未来。

“双碳星物种”复赛落下帷幕,包括这四家企业在内的Top12强一路过关斩将,即将会师决赛赛场。金秋十月,这批优秀的双碳探路者们又将带来怎样的一场创新盛宴?让我们共同期待!

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