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硅碳复合负极材料却后来居上

时间:2018-08-31 22:13来源:未知 作者:秒速赛车 点击:
方象知产研究院认为,技术驱动型企业的投融资需求给资本的投资能力不断带来新的考验。与传统投资对象不同,高新技术企业核心竞争力在于技术竞争优势,其合理估值在较大程度上

  方象知产研究院认为,技术驱动型企业的投融资需求给资本的投资能力不断带来新的考验。与传统投资对象不同,高新技术企业核心竞争力在于技术竞争优势,其合理估值在较大程度上取决于其技术价值。其技术信息的挖掘与识别,对其技术先进性、稳定性和市场适应性的评价需要至少五类专家在科学的分析方法指导下协作完成(方象认为,分析团队应至少 包括行业技术专家、情报检索分析专家、资深知产咨询师、战略规划专家和资深律师)。

  中国技术投资市场历经跌宕,除大环境的影响外,投资人缺乏有效的技术价值评价能力是反复挫伤其投资热情的重要原因。在FOMO(fear of missing out害怕错过的恐惧)魔咒下,中国投资人历经 “跟风口”、“看脸赌运”、“熟人介绍”、“挖墙脚强组新局”、“自学成才炼就火眼金睛”、“讲故事+核心技术外包”等尴尬后,正在日渐成熟,技术投资市场不断涌现令人拍案叫绝的手笔。我院从技术角度切入,以短评的形式对有代表性的技术投资行为进行初步复盘,以期不断发现和总结技术投资成功规律,破解技术投资密码。

  五月以来,关于珠海银隆新能源公司的负面消息接踵而至。先是曝出邯郸武安汽车产业园出现大面积停工和员工离职的情况,然后又曝出成都整车厂在最近三四个月内处于半停工状态,之后再曝出天津银隆价值7亿元的500辆新能源汽车在厂区积压,最后在5月30日,广东证监局披露的消息显示银隆拟上市的辅导工作终止。银隆最近的日子并不好过。(以上信息源自中国经营报、证券日报、网易财经、腾讯汽车频道等媒体报道和政府信息公开,我院仅作转述,用于研讨交流)

  曾几何时,银隆本是资本追逐、政府扶持的明星科技企业。2016年底,董明珠在全资收购银隆的方案遭格力股东大会否决后,又以个人名义,拉上万达、中集等集团,对银隆投入30亿资金,一时成为社会热点。彼时,银隆发展的强劲风头一时无二,吸引的资本量又何止十个三十亿。不到一年时间,银隆在兰州、天津、南京、攀枝花、洛阳等地布局11个新建产业园区,推出全球首辆12米镁合金公交车,在北京长安街上跑起了18米长的纯电动客车,还被中国汽车报选为“十大新能源客车品牌”。然而不到两年的时间,银隆缘何陷入如此举步维艰的境地?直接的原因或为扩张过快导致资金匮乏,然而最根本的因素恐怕还是在于其技术路线和相应的产品布局方面出现了问题,特别是电动车技术中最核心的环节,锂离子电池技术路线出现了问题。

  银隆公司的电动车所采取的锂离子电池是非主流的钛酸锂电池,即采用钛酸锂材料作为负极的锂离子电池。钛酸锂(Li7Ti5O12)作为锂离子电池负极材料,具有循环性能好(能达到1万次以上的循环寿命)、适用温度范围宽(能在高寒地带使用)的重要优点,但同时又具有放电比容量低、成本高和电池容易胀气的缺点,特别是其理论的比容量仅为175mAh/g,实际应用中的能量密度往往达不到100mAh/g。事实上,银隆非常清楚钛酸锂电池的“先天不足”,正因如此,银隆才把产品定位于对续航里程要求不高的电动客车以及储能领域,以便发挥其循环性能好的优势。但随之而来的却是电动公交车充电太过频繁造成的烦恼(记者在实地采访银隆电动公交车线路时发现,银隆公交车基本上循环一次公交路线就要充电,且充电时还经常得排队等待)以及大电流充电对电池性能造成的伤害。至于在储能领域方面的前景,目前尚未明晰,除了温度苛刻的高寒地区和对电池稳定性要求极高的军工等领域,又有多少应用场景能够忍受低能量密度导致的庞大体积以及钛酸锂电池本身的高价格呢?

  负极材料是要和正极材料搭配使用的,银隆的钛酸锂电池采取了磷酸铁锂、锰酸锂和/或三元材料作为正极材料,但是无论哪一种正极材料循环寿命都远远达不到钛酸锂那么长的循环寿命。实际上就算循环性能最为出色的正极材料磷酸铁锂,秒速赛车彩票:实际应用中电池也只不过能达到两三千次的充放电循环。因此,正负极一旦配对,钛酸锂电池循环寿命长这个优点是要大打折扣的。

  另外钛酸锂材料还有个严重的问题就是吸湿性极强,从而在制作电极或电池时容易受地点、气候和季节的影响,甚至会导致电池产品胀气、质量失控,这些都加大了钛酸锂电池的制作难度和生产成本。

  既然钛酸锂电池存在诸多不足,采用这一技术路线银隆公司前几年又如何做到了强势发展,并引得资本大鳄的青睐呢?其实银隆的迅猛发展是离不开政策的助力的。2015年国家财政部、科技部、工业和信息化部及发改委共同下发的《关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》,提出按照续驶里程来给予纯电动客车补贴,从而极大的刺激了银隆电动客车的生产和销售。然而到2016年年底,政府就取消了这种补贴方式,改为按照系统能量密度和快充倍率来补贴。到了2018年,政府进一步提高了补贴所要求的系统能量密度(115Wh/kg才有补贴,2016年是85Wh/kg以上就有不同级别的补贴),并且15C以上的快充倍率的补贴率也由2016年的1.4降为1.1。这些政策的不断迭代,对低能量密度为其致命弱点的钛酸锂电池无疑是十分不利的。虽然近年来银隆也一再宣称要提高其钛酸锂电池的能量密度,但似乎收效并不明显,我院通过技术价值分析发现,其申请的各种钛酸锂或者改性钛酸锂材料的专利中也不见有大的突破。

  钛酸锂电池的坏消息还来自其它负极材料的不断开发创新。在锂离子电池负极材料市场上,除了传统的石墨材料仍占有一席之地以外,一种综合性能更好的复合负极材料——硅/碳复合负极材料已经成功开发并应用。这种复合负极材料结合了具有已知负极材料中最高理论容量的硅(理论比容量高达4200mAh/g,远超石墨负极的372mAh/g)和各种碳材料,从而具有高的放电容量,同时还具有低廉的价格和良好的循环稳定性,因此成为技术研究热点。

  通过钛酸锂和硅碳复合负极材料的专利申请量的全球变化趋势可以略窥一二。

  从图1可以明显看出,在经过几年的直线年开始钛酸锂负极材料的专利申请量变化开始波动,并且有下降的趋势,说明钛酸锂的技术研究陷入了瓶颈期,不能再吸引更多人的参与。这与市场上钛酸锂电池的能量密度因受低理论比容量钛酸锂材料的限制而得不到较大提高,从而被很多研发单位放弃的情况相吻合。相反地,硅碳复合负极材料却后来居上,专利申请量持续上升(由于专利公开时间滞后原因,2017年的申请数据还不完整),说明硅碳复合负极的研发技术不断开展(实际研发中表现为不同碳材料和不同硅材料的组合以及碳材料和硅材料各种不同的复合方式,囿于篇幅所限此处不再展开),吸引了越来越多研究者的参与,从而成为新的市场热点。

  硅碳复合负极作为目前最有潜力的锂离子电池负极材料成为新的研究热点,并已经收到政策和产业等多方面的关注:如工信部2017年公布的《重点新材料首批次应用示范指导目录》里就列出了新能源领域用途的高纯石墨和硅碳负极材料;在工业化方面,松下已经量产含硅碳负极材料的18650型电池,特斯拉已经把硅碳负极材料应用到车用动力电池,以及深圳贝瑞特、上海杉杉、天津力神等厂家也已经有硅碳负极材料的小规模生产。

  通过对银隆的技术盘底可以发现,银隆自身也注意到了这一技术竞争情报和相关市场态势的变化,并采取了跟进的应对措施。除了钛酸锂材料之外,银隆在前几年没有申请关于其它负极材料的专利,而在去年8月和12月却一连申请4篇关于硅碳复合负极材料的专利(包括Si-C复合负极、SiOx-C核壳结构复合负极和C-SiO/Si/C多层复合结构负极)、3篇关于石墨负极的专利(包括磷掺杂的碳包覆复合改性的石墨负极、溴氧化改性的石墨负极以及双层碳包覆的石墨负极)、1篇关于非晶硅的专利(硅作为硅碳复合负极材料的前驱体)、以及1篇关于碳包覆的Fe4N纳米负极的专利。基于深度的技术分析,我院认为,银隆此次技术布局覆盖面较宽(基本覆盖了与银隆技术关联度高并前景相对好的负极材料),攻防稳定性和技术价值相对较高(方象专家关于这些技术的价值评价存在不同意见,主流观点认为银隆此次提交的专利和相关在先专利发生冲突的可能性较低,同时技术价值较高),绝非随意、偶然的手笔,可以视为银隆战略层面的技术布局。这或许说明,银隆正在尝试通过技术研发和专利布局等方式弥补技术路线上的不足,并发力其它负极材料的布局,不再一味的坚持非主流的钛酸锂电池。

  钛酸锂电池的进一步边缘化已是不争的事实,投资者等得来钛酸锂技术革命性突破的春天吗?银隆会不会按照他们最新的专利布局来重新规划自己的产品布局呢?钛酸锂和其他负极材料技术前沿的哪些动态在悄然影响着新能源汽车企业的命运?也许答案很快就会揭晓,方象知产研究院会持续从技术价值角度保持关注。

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  本文仅以学术交流目的对特定问题进行探讨,分析结论不代表对特定主体的消极评价。任何行业的发展走势均受到多重复杂因素影响,本文对特定行业的发展预测不应视为对具体投资行为的指引。

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  研究人员称,这种电池的普及将有可能让现有移动设备的外观发生极大的改变。在便携式电子设备领域,最主要的限制因素就是电池的形状。这一难关被攻破后,将为产品的设计和创新开辟出新的道路。目前,他们正在对一种新型阳极材料进行测试,以使电池获得更大的容量和更快的充电速度。下一步,他们的目标是尽快实现这种电池的批量生产。

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  研究人员称,这种原型电池具有极好的柔韧性,并且还能承受一定程度的拉伸。他们在实验中用一段长度为25厘米的线缆形锂离子电池,分别驱动了一个小型MP3和一块红色的LED显示屏。

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(责任编辑:秒速赛车)
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