研究机构LuxResearch数据显示,在过去的8年间,研究下一代新型电池的创业公司平均只获得了4000万美元的资金支持。同时加州大学伯克利分校材料学教授戈尔德˙西德称:“建立一套完成的小型生产线大概需要投入5亿美元。汽车制造商们在做出购买决定之前,可能要对新的电池系统测试几年时间。因此,如果你的公司每年只能获得500万美元的资金支持,你几乎不可能投资5亿美元来建厂生产新电池。”与此同时,全球三大电池制造商三星、LG和松下也都调整了战略,对新技术电池的投资兴趣越来越淡,而是倾向于对其当前产品进行改善。

但是强烈的市场需求还是催生了很多新型电池初创企业,有些企业的电池已经成功量产和应用,也有的企业的成果依然停留在实验室阶段。传统锂电池短时间内将很难被取代,但未来,新电池技术将以更低的成本带来更安全的使用体验。

硅基负极锂电池初创企业

石墨作为锂离子电池的负极材料,自上世纪90年代就牢牢占据统治地位。然而随着动力电池市场需求的急速增加,行业对电池材料的性能也提出了更高的要求。硅基负极材料的比容量可以达到4200mAh/g,远高于石墨负极理论比容量的372mAh/g,因此成为石墨负极的有力替代者。目前,用硅碳复合材料来提升电池能量密度的方式,已是业界公认的锂电负极材料发展方向之一。特斯拉发布的Model 3就采用了硅碳负极作为动力电池新材料。通过在人造石墨中加入10%的硅基材料,特斯拉让电池容量达到了550mAh/g以上,电池能量密度可达300wh/kg。 

Amprius

  • 公司简介:Amprius使用硅纳米线做锂离子电池负极,硅纳米线在膨胀和收缩过程中不会被破坏,因此是理想的电池材料。2013年5月Amprius第一代电池在中国生产基地开始为一些非公开的高端客户生产电池,2014年中期Amprius第二代电池计划开始试生产。2016年5月Amprius完成了硅纳米线负极生产线的制备,初步实现了高容量硅纳米线负极的规模生产。现阶段Amprius的硅纳米线负极电池密度可以达到800-1000wh/L,并已在无人机、穿戴设备、电动汽车和军用装备上试用和使用。

  • 成立时间、地点:2008年,美国

  • 收购和融资情况:2011年3月获得2500万美元B轮投资;2014年1月获得3000万美元C轮投资,赛富投资基金领投。

Envia Systems

  • 公司简介:2012年Envia Systems称通过合并硅和石墨作为负极材料解决了硅膨胀问题,实现了新型锂电池的研发。新型电池能量密度达到了400Wh/kg,是当时锂电池能量密度的两倍,并凭借此研究获得了美国高级能源研究计划署ARPA-E的400万美元赠款以及通用汽车700万美元的投资。公司发现他们的锂离子电池可以驱动一辆车行驶300英里。然而直到2013年Envia都没有兑现它所宣称的电池性能。

  • 成立时间、地点:2007年,美国

  • 收购和融资情况:公司的资助者包括通用汽车,日本企业Asahi Kasei,Pangaea Ventures,Redpoint Ventures 以及能源部门的ARPA-E计划。

Nexeon

  • 公司简介:关于Nexeon的电池负极的具体构成,相关信息材料并不多。它们的专利中提到了使用纳米硅线/纤维作为基底,并且使用了一种内部含有硅或者锡的碳纳米管活性材料。这款电池能量密度更高、重量轻、使用寿命长、输出功率大。电池可应用的领域广泛,从智能手机、穿戴设备、无人机到电动汽车等。其试验产品于2009年推出,并证明其商业化可行性。2010年12月,Nexeon生产了世界上能量密度最高的锂电池。2011年12月,Nexeon宣称和一知名全球的汽车代工厂进行了合作,在2012年6月Nexeon和一世界级电子消费品企业签署了NDA。

  • 成立时间、地点:2006年,英国

  • 收购和融资情况:2007年获得Imperial Innovations 425万英镑首轮融资,2009年获得Imperial Innovations1000英镑融资,2011年8月完成4000万英镑C轮融资,此轮融资金额用于将硅负极材料产能提升到250吨每年,同时Nexeon也和瓦克化学签署了材料提供协议,瓦克化学参与了C轮投资。2016年3月完成3000万英镑融资。此轮融资将用于在亚洲建立实验室,并且开始计划建设更大的制造设备。

SiNode Systems

  • 公司简介:SiNode利用了层状结构复合硅和石墨烯作为电池的负极材料,可以根据客户需求定制容量为1000-2500mAh/g的电池,而且SiNode在石墨烯层加入了平面纳米孔隙,使得离子能够快速从石墨烯层扩散出去达到快充的目的。

  • 成立时间、地点:2012年,美国

  • 收购和融资情况:2016年1月获得美国先进电池联合会USABC 400万美元融资。

EnerG2

  • 公司简介:EnerG2公司推出了用硅-碳复合材料制作锂离子电池的负极。据悉,该材料相比标准石墨负极存储容量高出50%。 对电极表面的孔径分布进行改造,能够增加孔径结构的总体表面积,因此其吸附电子的能力将大幅提升从而达到提高储容量的目的。 

  • 成立时间、地点:2003年,美国

  • 收购和融资情况:2016年6月被BASF收购,此前共融资1200万美元。 

Enevate

  • 公司简介:Enevate的HD-Energy技术使用以硅为主要材料的新型复合负极,能量密度是传统石墨负极的4倍,并且循环寿命与石墨电池相当。Enevate CTO表示其技术适于大规模生产能量密度很高的锂电池。2016年初Enevate和智能手机厂商Sonim Technologies达成了合作关系。

  • 成立时间、地点:2006年,美国

  • 收购和融资情况:2011年8月完成1000万美元天使轮融资;2015年9月完成2400万美元B轮融资。Enevate称此轮融资将帮助其HD-Energy技术的商业推广,并进入面向客户新一代平台的生产阶段。Enevate投资者包括Mission Ventures、Draper Fisher Jurvetson、青云创投(Tsing Capital)、Infinite Potential Technologies、住友商事(Sumitomo Corporation)旗下公司Presidio Ventures以及中电资本管理有限公司(CEC Capital)。

Enovix

  • 公司简介:Enovix CTO表示100%贵阳集所采用的电池结构能够吸收膨胀,因此不会破解。同时公司会利用成熟的太阳能晶圆生产技术来压低成本。Enovix预期在2017年可以实现商业化。

  • 成立时间、地点:2007年,美国

  • 收购和融资情况:得到了Intel、Qualcomm和Cypress Semiconductor的1亿美元战略投资。

固态电池初创企业

对于固态电池来说最大的考验在于成本。液态锂电池的成本约为200-300美元/kWh,如果使用现有技术为智能手机制作固态电池,成本约为1.5万美元,如果为汽车制作电池成本则达到了9000万美元。所以固态电池距离商业化可能还有一段路要走,有数据显示预期2020年固态电池技术研发有望取得突破性进展,在成本、能量密度和生产过程等方面进一步赶超锂电池技术。不过作为一种未来非常有希望的新型电池技术,固态电池初创企业依然会得到很多在新能源领域有所布局的公司的关注。

Sakti3

  • 公司简介:Sakti3是一家专门从事固态电池技术研究的公司,他们的侧重点是如何将这种电池技术应用在家用电器当中。固态电池内部没有液体电解液,消除了发生化学反应或者过热的风险,同时体积可以缩小20%-30%。固态电池可以应用于多种类型设备,从可穿戴设备到电动汽车。不过Sakti3大概还需要3年左右的时间将固态电池商业化。

  • 成立时间、地点:2007年,美国

  • 收购和融资情况:2015年10月被家电商Dyson以9000万美元收购,此前2015年3月Dyson已经向Sakti3投资了1500万美元,同时通用汽车也是Sakti3的另一主要投资者。Sakti3的固态电池将率先应用于Dyson的吸尘器上。未来Dyson还可以向其他公司销售固态电池或是提供技术授权。

Quantum Scape

  • 公司简介:QuantumScape和Sakti3一样以固态电池技术为研发方向,固态电解质可以实现阻燃性,并且能够容蓄更多能量,这对于电动汽车来说可以有效增加行驶里程。但想把固态电池应用在电动汽车上也有其瓶颈,比如工艺复杂、固态电池高倍率放电性能差、低温特性不好等。

  • 成立时间、地点:2010年,美国

  • 收购和融资情况:2014年12月,大众购入了Quantum Scape5%的股权,旨在开发前沿电池技术,使得电动车续航里程达到目前的三倍。2015年6月大众方面就透露公司正在开发“超级电池”,可供续航300公里,当时有人推测这种超级电池就是新型固态电池。日前大众在广州车展上展示了其纯电动概念车I.D.,最大续航里程为600公里,其量产版车型将于2020年前正式上市销售。大众计划在2025年前陆续推出攻击30款纯电动车型,并实现全球200-300万辆的年销售目标,此前就有内部人士透露大众可能会在德国萨尔茨吉特投资100亿欧元建造新电池厂来满足所需的电池产量。

Seeo

  • 公司简介:Seeo公司前身是美国能源部所属的劳伦斯伯克利国家实验室,Seeo于2014年底研发出了新型固态电池,称容量是当时常见电动汽车电池的两倍。虽然有很多公司都研发出了由纯锂和固态电解质组成的固态锂电池,但在同样的规格下,他们的电量都远远达不到Seeo的那么多。并且这款新型固态电池可以通过常规设备来制造。

  • 成立时间、地点:2009年,美国

  • 收购和融资情况:2015年8月Seeo被Robert Bosch GmBH 收购,由Bosch牵头共同研发能量翻倍、价格减半的新型固态电池,并宣称新型电池于2020年即可发售。今年年初也有新闻报道Bosch将在中国投建动力电池工厂,以供应中国市场。Seeo在被收购前共融资4460万美元。

Prieto Battery

  • 公司简介:Prieto Battery开发了采用新型材料的3D固态电池结构,新型电池不使用液体电解质,正极和负极联结在一起,这有助于增加锂离子密度,缩短充电时间。新型电池的容量是现有锂离子电池5倍或更多。同样Prieto Battery的新型电池可以利用现有的生产过程。Prieto Battery去年从Intel Capital获得了部分投资,以把其技术转化成商品。Prieto Battery还在与Intel合作开发一款到2017年能用于可穿戴设备和计算设备的电池。同时Prieto Battery还在与一家未披露名称的合作伙伴合作,旨在尽快推出基于其设计的电池。Prieto Battery的长期目标是生产用于太阳能和风能发电厂的廉价、耐用的电池。Prieto Battery未来希望可以通过将技术许可给其他公司进行盈利。

  • 成立时间、地点:2009年,美国

  • 收购和融资情况:共融资256万美元。

 

其他类型的新型电池初创企业 

Solid Energy

  • 公司简介:SolidEnergy使用了超薄锂金属代替了传统的石墨作为负极,研制的新型锂金属电池的能量密度能达到1337Wh/L,是传统锂离子电池的2倍。目前公司正在进行小批量的电池生产,客户主要为来自美国和欧洲的高空无人机企业。SolidEnergy预期2017年下半年进入中国市场,与中国无人机公司进行合作。之后预计2018年可以将电池应用于手机和智能穿戴设备上, 2019年进入电动汽车行业后将为5亿片电池提供核心原材料。

  • 成立时间、地点:美国,2012年

  • 收购和融资情况:SolidEnergy于2013年获得了新加坡淡马锡(祥峰投资)和上海乾洋共计450万美金的A轮投资。2016年一月获得了上汽、通用汽车和Applied Materials的1200万美元B轮投资。

24M 

  • 公司简介:相比于传统锂电池采用的固体电极,24M采用了由粉末和电解液融合制成的半固体电极。这种设计使得电池的能量密度相比传统锂电池提升了15%-25%。并且这种电池相比传统电池价格更低、生产速度更快。一个传统的大型锂电池工厂需耗资1000万美金左右,其中很大一部分投入是一些复杂的处理工序设备。而半固体电极则不需要这些处理步骤。24M表示其电池的生产时间可以达到传统锂电池的1/5,并且所需的生产场地更小。同时这也意味着成本的降低,可以从现在锂电池的200-250美金/kWh降至100美金以内。24M预期在2017年建立电池生产厂,并且在2018年初生产第一批电池。其投入市场的首批电池将有可能被用在公用事业和商业建筑物的电网中。

  • 成立时间、地点:2009年,美国

  • 收购和融资情况:迄今为止,24M已经在两轮融资中募集了5000万美元。

Ambri

  • 公司简介:Ambri推出的液体金属电池由液态锂金属正极、熔盐电解液和液态锑铅合金负极共同组成。这三种金属因密度不同而自身形成三个分界明显的熔盐层,相邻熔盐和金属相之间互不相融。该电池并没有采用任何滤膜或隔板。该项目是主要应用于电网中使能源系统更加有效的一种存储应用技术。Ambri也被Bill Gates,Vinod Khosla和石油公司Total所投资。Ambri现在正在开发应用于电网的电池,在两层液态金属中间夹上熔盐。这款电池最少还要一年半时间才能上市。

  • 成立时间、地点:2010年,英国

  • 收购和融资情况:Ambri也曾经接受了早期美国能源部690万美元的高风险的ARPA-E项目。

Imprint Energy

  • 公司简介:使用锌来代替锂作为电池正极材料,并且使用了屏幕印刷技术,Imprint Energy已经研发出一款电池兼具超薄、高能、柔韧、以及低成本等特点。因为这款电池非常薄并且可弯曲,公司希望将这一产品应用在服饰产品上。Imprint Energy已经给飞行员顾客制作了小体积电池。并且计划在接下来的几年中提高商业产量。

  • 成立时间、地点:2010年,美国

  • 收购和融资情况:2011年6月和2012年6月完成两次天使轮融资,金额未公开;2013年完成种子轮融资,金额未公开;2014年6月完成A轮600万美元融资。

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