在其他行業(yè)，十年可能已經(jīng)夠好幾家公司上市了，但在電池行業(yè)，尤其在一個(gè)創(chuàng)新電池領(lǐng)域，并非易事。

2022年是戴翔帶著恩力動力在電池道路上的第十年。

隨著電動汽車等行業(yè)的發(fā)展，市場對電池能量密度的需求愈來愈高，當(dāng)前人們所使用的鋰離子電池材料的電芯能量密度已接近其最高水平，約350Wh/kg ，依靠現(xiàn)有動力電池體系，2025 年后電池能量密度將難以達(dá)到國家500Wh/kg 的要求。

鋰離子電池的弊病已困擾市場多年。由于鋰離子電池采用的是液態(tài)電解質(zhì)，低溫環(huán)境下電解質(zhì)的流動性變差，放電和充電的過程都無法順利進(jìn)行。當(dāng)鋰離子電池內(nèi)部的溫度異常升高時(shí)，PE隔膜還會熔化形成隔膜阻斷，鋰離子集中穿過形成大電流，導(dǎo)致正負(fù)極短路并發(fā)生起火、爆炸等危險(xiǎn)。

固態(tài)電池能從根本上解決這幾大問題，被認(rèn)為是最具前景的新一代動力鋰電。

首先，在能量密度上，固態(tài)電池單體的能量密度預(yù)計(jì)最高能達(dá)到 600Wh/kg以上，約為鋰離子電池的2-3倍。其次，在安全性能上，固態(tài)電池的許多無機(jī)固體電解質(zhì)材料不可燃，雖然聚合物固體電解質(zhì)存在一定的可燃風(fēng)險(xiǎn)，但仍好于電解液。

固態(tài)電池的電化學(xué)穩(wěn)定窗口能達(dá)到 5V 以上，能夠匹配高性能的電極材料，可以使用超高鎳三元材料、搭載 LCO及富鋰材料，還能兼容金屬鋰負(fù)極。

博士期間，戴翔在美國德克薩斯大學(xué)奧斯汀分校師從鈷酸鋰、錳酸鋰和磷酸鐵鋰正極材料的發(fā)明人、2019年諾貝爾獎(jiǎng)得主、“鋰離子電池之父”John.Goodenough。

畢業(yè)后戴翔在半導(dǎo)體、新能源材料、器件、結(jié)構(gòu)、工藝、性能表征、封裝與集成等方面從事研究開發(fā)工作20余年，曾在美國惠普公司和美國太陽能公司（Evergreen Solar）擔(dān)任技術(shù)高管。

在此期間，戴翔遇到了本碩時(shí)期的老友車勇。彼時(shí)，戴翔在清華讀固體物理學(xué)，車勇在北航的材料系。同在電池領(lǐng)域深耕多年，再會時(shí)，一拍即合，創(chuàng)立了恩力動力。

聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO車勇在東京工業(yè)大學(xué)電化學(xué)專業(yè)攻讀博士學(xué)位，同時(shí)與LGPS型（室溫下離子電導(dǎo)率>10-2S/cm）硫化物固態(tài)電解質(zhì)的發(fā)明人、世界領(lǐng)先的全固態(tài)電池科學(xué)家菅野了次結(jié)下了深厚的師生情誼。獲得博士學(xué)位后，車勇先后在日本旭硝子、豐田集團(tuán)北美研究院等工作15年，分別擔(dān)任電池研發(fā)帶頭人、資深經(jīng)理。

“做一款電池已經(jīng)是一件很難的事情，把它產(chǎn)業(yè)化是一件更難的事情?！贝飨鑼?chuàng)業(yè)邦說道。

從液態(tài)電池到全固態(tài)電池的道路上，擺著材料、界面、工藝、成本四座大山，座座都讓無數(shù)專家赴湯蹈火。

業(yè)內(nèi)一般認(rèn)為從液態(tài)電池到全固態(tài)電池需要經(jīng)過固液混合電池，即半固態(tài)電池的過渡階段。恩力動力同領(lǐng)域內(nèi)的大多數(shù)公司一樣，先研發(fā)固液混合電池，再攻克全固態(tài)電池。

截至2021年底，恩力動力研發(fā)的第一代產(chǎn)品——固液混合電池的中試已基本完成。這款固液混合電池的負(fù)極采用了鋰合金，可以有效提升電池的能量密度，鋰合金負(fù)極也被認(rèn)為是鋰電池的下一代技術(shù)。

但鋰合金在充電時(shí)容易析出鋰枝晶破壞電池結(jié)構(gòu)，為了抑制鋰枝晶產(chǎn)生的安全風(fēng)險(xiǎn)，恩力動力采用獨(dú)特的隔膜技術(shù)將負(fù)極包覆起來。

該產(chǎn)品目前已通過軟銀（Softbank Next-Generation Battery Lab）在內(nèi)的中、日多家第三方機(jī)構(gòu)的測試，實(shí)測重量能量密度達(dá)520wh/kg，實(shí)測體積能量密度達(dá)1100wh/L，且在循環(huán)100圈后，電池仍然能夠保持89%的容量。

這是繼2021年3月15日恩力動力與Softbank Corp聯(lián)合發(fā)布了能量密度為450Wh/kg的鋰金屬電池后取得的又一重大突破。該款電池的樣品及電池規(guī)格已于2021年9月29日至10月1日的東京國際二次電池展（BatteryJapan）上首次亮相。

恩力動力采用了自主研發(fā)的鋰金屬電極界面控制技術(shù)，以及獨(dú)特的電解質(zhì)技術(shù)，在兼顧電池循環(huán)穩(wěn)定性的前提下，進(jìn)一步減少了電池中非活性材料的占比，從而實(shí)現(xiàn)了電池能量密度的大幅提升。

恩力動力的這款固液混合電池與市面上智能手機(jī)普遍使用的鋰離子電池容量大致相當(dāng)，但能量密度提升了一倍，在同等重量情況下，單次充電后手機(jī)的使用時(shí)間可大幅延長。目前，這款電池已經(jīng)應(yīng)用在了高端飛行器、潛水器、無人機(jī)等設(shè)備上，并與軟銀展開了合作。

ENPOWER無人機(jī)電池模組系列產(chǎn)品

在向全固態(tài)電池邁進(jìn)的起步階段，恩力動力就抓住了兩個(gè)發(fā)展要點(diǎn)，一個(gè)是國際化，各種全固態(tài)電池標(biāo)準(zhǔn)要與國際對接，一個(gè)是差異化，跟領(lǐng)域內(nèi)的大廠拉開差距。

這種電池的應(yīng)用領(lǐng)域也順應(yīng)了恩力動力的發(fā)展要點(diǎn)之一——差異化，恩力動力創(chuàng)始人兼CEO戴翔告訴創(chuàng)業(yè)邦，“產(chǎn)業(yè)化的路徑我們也要差異化。我們會率先把我們的產(chǎn)品應(yīng)用到市場，雖然量不如車用大，但它會驗(yàn)證我們的產(chǎn)品，迭代速度會變得更快，這就是為什么我們前期跟軟銀合作而不是跟車企合作。但后續(xù)車用的布局，我們也在洽談中?！?/span>

2022年，恩力動力還將致力于試制單體電芯容量10Ah（10000mAh）以上的軟包電池。在電池內(nèi)部材料不變的情況下，進(jìn)一步提升恩力電池的能量密度，至540Wh/kg以上。恩力動力正在與產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略伙伴持續(xù)推進(jìn)產(chǎn)業(yè)化落地，致力于早日實(shí)現(xiàn)超高比能鋰金屬電池的產(chǎn)業(yè)化及商業(yè)化。

全固態(tài)鋰電池是恩力動力的第二代產(chǎn)品，計(jì)劃在2025年“上車”使用。

2017年10月，恩力動力與John.Goodenough合作開發(fā)基于鋰金屬負(fù)極的全固態(tài)電池，期間共同發(fā)明了一種新型固態(tài)電解質(zhì)隔膜材料，并合作申請了美國專利，此外，恩力動力還與John.Goodenough合作開發(fā)了多種鋰金屬負(fù)極界面保護(hù)技術(shù)。

對于第二代電池，恩力未來會選擇與多家主機(jī)廠合作，給這些主機(jī)廠提供標(biāo)準(zhǔn)化的電池。

ENPOWER全固態(tài)鋰電池

電池是各種材料組合起來的一個(gè)系統(tǒng)，固態(tài)電池和液態(tài)電池的正負(fù)極材料大都相同，正極材料為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰，負(fù)極材料基本使用的是石墨。

但兩者的電解質(zhì)不同，液態(tài)電池使用的主要是液態(tài)電解質(zhì)，固態(tài)電池則是固體電解質(zhì)。固態(tài)電解質(zhì)材料如果想取代現(xiàn)在電解液電池，離子電導(dǎo)率就必須比電解液高，目前，在固態(tài)電解質(zhì)材料方向上，主要有三種技術(shù)路徑：氧化物、聚合物、硫化物。

戴翔博士認(rèn)為，氧化物路徑真正起的作用第一是安全性上的，第二是能夠快速產(chǎn)業(yè)化，氧化物路徑就是在現(xiàn)有的鋰電池工藝配方、材料配方的基礎(chǔ)上做一些改變，雖改善了電池的安全性，但犧牲了一些其他性能，因?yàn)檠趸锕虘B(tài)電解質(zhì)的離子電導(dǎo)率不夠高，此外，由于氧化物中需要一些稀土金屬，成本隨之變高。選擇從氧化物的路徑去做固液混合電池，最終真的走到研發(fā)全固態(tài)電池時(shí)，可能還是需要回頭研發(fā)硫化物。

所以在全固態(tài)電池的研發(fā)上，一開始，恩力動力就選擇了電導(dǎo)率最高，也是難度最大的硫化物固態(tài)電解質(zhì)，離子電導(dǎo)率相比氧化物高兩個(gè)數(shù)量級。

2018年6月，恩力動力開始與菅野了次教授合作，開發(fā)硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料，并合作研發(fā)使用硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料的全固態(tài)電池，2021年6月，菅野了次教授已與恩力動力將合作續(xù)簽了3年，新合同是基于硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料與鋰金屬負(fù)極材料的全固態(tài)電池。

目前，恩力動力已經(jīng)掌握了低成本的硫化物電解質(zhì)制備技術(shù)。但仍存在界面阻抗問題，在軟包電芯中會對離子的傳導(dǎo)產(chǎn)生負(fù)面影響。

在這方面，恩力動力表示，由CTO車勇博士牽頭，日本研發(fā)團(tuán)隊(duì)已經(jīng)攻克了固態(tài)電池界面?zhèn)鲗?dǎo)問題，恩力生產(chǎn)的電池能夠在-40℃~100℃之間達(dá)到1000次循環(huán)。

ENPOWER硫化物固態(tài)電解質(zhì)粉末

對于恩力動力的第三代產(chǎn)品，也已經(jīng)規(guī)劃好，將是無鈷無鋰的固態(tài)電池。

在解決了材料、界面的問題后，就要面對電池制作工藝問題，電池的循環(huán)穩(wěn)定性、性能是否能夠隨著電池體積的增大而保持穩(wěn)定，是恩力目前在重點(diǎn)突破的問題。

在成本問題上，恩力電池的成本結(jié)構(gòu)中，正極占比40%，固態(tài)電解質(zhì)占比20%，其余是摻雜的其他材料。在保留了干燥的生產(chǎn)環(huán)境下，省略了液態(tài)電池中注液、浸潤、化成等較長的工藝時(shí)間，縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本。

此外，固態(tài)電池由于沒有電解液，不會存在液態(tài)電解質(zhì)難分離的情況，所以回收起來更加方便，且恩力動力引入的負(fù)極鋰金屬比現(xiàn)在使用的石墨負(fù)極更有回收價(jià)值。從克容量上看，固態(tài)還有著比液態(tài)更省輔材的特點(diǎn)。

截至2021年底，恩力動力的A輪融資結(jié)束后，團(tuán)隊(duì)逐步從清華大學(xué)（固安）中試孵化基地遷至大興的新廠做量產(chǎn)準(zhǔn)備，成員數(shù)量已達(dá)到50人。

能夠拿到John.Goodenough和菅野了次的長期合作，在戴翔看來，主要是因?yàn)閮晌浑姵仡I(lǐng)域的大家都看到了恩力動力方向的可行性，以及在實(shí)踐中的加速度。

恩力動力第一款采用了鋰金屬負(fù)極的固液混合電池，無論在技術(shù)上還是在產(chǎn)業(yè)化上，目前在全世界都是最前沿的。第二款硫化物的全固態(tài)電池，在國內(nèi)是比較領(lǐng)先的，在日本和美國有豐田和Solid Power等企業(yè)也在走這條技術(shù)路徑。

最后，戴翔表示，“第一步邁出去了，采用鋰金屬負(fù)極的這款產(chǎn)品產(chǎn)品化、商業(yè)化了，所以理想還是要有的，萬一實(shí)現(xiàn)了呢。我們?nèi)栽趫?jiān)持做第二步，全固態(tài)電池，我們認(rèn)為第二步也可以實(shí)現(xiàn)，因?yàn)樨S田實(shí)現(xiàn)了，豐田已經(jīng)做出能夠上車跑的全固態(tài)電池。但豐田采用的是石墨負(fù)極，我們用的是鋰金屬負(fù)極，鋰金屬負(fù)極的能量密度更高。但是豐田至少把全固態(tài)電池做出來了、走通了，恩力也一定能走通，可能只比他晚那么一步。”

圖片來源：恩力動力