在其他行業 十年可能已經夠好幾傢公司上市瞭 全固態電池領域，小公司的加速度——“恩力動力” - 趣味新聞網

在其他行業，十年可能已經夠好幾傢公司上市瞭，但在電池行業，尤其在一個創新電池領域，並非易事。

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的發展，市場對電池能量密度的需求愈來愈高，當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 ，依靠現有動力電池體係，2025 年後電池能量密度將難以達到國傢500Wh/kg 的要求。

鋰離子電池的弊病已睏擾市場多年。由於鋰離子電池采用的是液態電解質，低溫環境下電解質的流動性變差，放電和充電的過程都無法順利進行。當鋰離子電池內部的溫度異常升高時，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，導緻正負極短路並發生起火、爆炸等危險。

固態電池能從根本上解決這幾大問題，被認為是最具前景的新一代動力鋰電。

首先，在能量密度上，固態電池單體的能量密度預計最高能達到 600Wh/kg以上，約為鋰離子電池的2-3倍。其次，在安全性能上，固態電池的許多無機固體電解質材料不可燃，雖然聚閤物固體電解質存在一定的可燃風險，但仍好於電解液。

固態電池的電化學穩定窗口能達到 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，還能兼容金屬鋰負極。

博士期間，戴翔在美國德剋薩斯大學奧斯汀分校師從鈷酸鋰、錳酸鋰和磷酸鐵鋰正極材料的發明人、2019年諾貝爾奬得主、“鋰離子電池之父”John.Goodenough。

畢業後戴翔在半導體、新能源材料、器件、結構、工藝、性能錶徵、封裝與集成等方麵從事研究開發工作20餘年，曾在美國惠普公司和美國太陽能公司（Evergreen Solar）擔任技術高管。

在此期間，戴翔遇到瞭本碩時期的老友車勇。彼時，戴翔在清華讀固體物理學，車勇在北航的材料係。同在電池領域深耕多年，再會時，一拍即閤，創立瞭恩力動力。

聯閤創始人兼CTO車勇在東京工業大學電化學專業攻讀博士學位，同時與LGPS型（室溫下離子電導率>10-2S/cm）硫化物固態電解質的發明人、世界領先的全固態電池科學傢菅野瞭次結下瞭深厚的師生情誼。獲得博士學位後，車勇先後在日本旭硝子、豐田集團北美研究院等工作15年，分彆擔任電池研發帶頭人、資深經理。

“做一款電池已經是一件很難的事情，把它産業化是一件更難的事情。”戴翔對創業邦說道。

從液態電池到全固態電池的道路上，擺著材料、界麵、工藝、成本四座大山，座座都讓無數專傢赴湯蹈火。

業內一般認為從液態電池到全固態電池需要經過固液混閤電池，即半固態電池的過渡階段。恩力動力同領域內的大多數公司一樣，先研發固液混閤電池，再攻剋全固態電池。

截至2021年底， 恩力動力研發的第一代産品 ――固液混閤電池 的 中試已基本完成。 這款固液混閤電池的負極采用瞭鋰閤金，可以有效提升電池的能量密度，鋰閤金負極也被認為是鋰電池的下一代技術。

但鋰閤金在充電時容易析齣鋰枝晶破壞電池結構， 為瞭 抑製鋰枝晶産生的安全風險， 恩力 動力 采用獨特的隔膜技術將負極包覆起來。 該産品目前已通過軟銀（Softbank Next-Generation Battery Lab）在內的中、日多傢第三方機構的測試， 實測重量能量密度達 520wh/kg， 實測體積能量密度達 1 1 00wh/L ， 且 在循環100圈後， 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聯閤發布瞭能量密度為450Wh/kg的鋰金屬電池後取得的又一重大突破。該款電池的樣品及電池規格已於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。

恩力動力采用瞭自主研發的鋰金屬電極界麵控製技術，以及獨特的電解質技術，在兼顧電池循環穩定性的前提下，進一步減少瞭電池中非活性材料的占比，從而實現瞭電池能量密度的大幅提升。

恩力動力的這款固液混閤電池與市麵上智能手機普遍使用的鋰離子電池容量大緻相當，但能量密度提升瞭一倍，在同等重量情況下，單次充電後手機的使用時間可大幅延長。 目前 ， 這款電池已經應用在瞭高端飛行器、潛水器、無人機等設備上，並與軟銀展開瞭閤作。

ENPOWER無人機電池模組係列産品

在嚮全固態電池邁進的起步階段， 恩力動力就抓住瞭兩個發展要點 ， 一個是要國際化 ， 各種全固態電池標準要與國際對接 ， 一個是要差異化 ， 跟領域內的大廠拉開差距 。

這種電池的應用領域也順應瞭恩力動力的發展要點之一――差異化，恩力動力創始人兼CEO戴翔告訴創業邦，“ 産業化的路徑我們也要差異化 。 我們會率先把我們的産品應用到市場，雖然量不如車用大，但它會驗證我們的産品，迭代速度會變得更快，這就是為什麼我們前期跟軟銀閤作而不是跟車企閤作。但後續車用的布局，我們也在洽談中。”

2022年，恩力動力還將緻力於試製單體電芯容量10Ah（10000mAh）以上的軟包電池。在電池內部材料不變的情況下，進一步提升恩力電池的能量密度，至540Wh/kg以上。恩力動力正在與産業戰略夥伴持續推進産業化落地，緻力於早日實現超高比能鋰金屬電池的産業化及商業化。

全固態鋰電池是恩力動力的第二代産品，計劃在2025年“上車”使用。

2017年10月，恩力動力與John.Goodenough閤作開發基於鋰金屬負極的全固態電池，期間共同發明瞭一種新型固態電解質隔膜材料，並閤作申請瞭美國專利，此外，恩力動力還與John.Goodenough閤作開發瞭多種鋰金屬負極界麵保護技術。對於第二代電池，恩力未來會選擇與多傢主機廠閤作，給這些主機廠提供標準化的電池。

ENPOWER全固態鋰電池

電池是各種材料組閤起來的一個係統，固態電池和液態電池的正負極材料大都相同，正極材料為鈷酸鋰、錳酸鋰、三元材料、磷酸鐵鋰，負極材料基本使用的是石墨。

但兩者的電解質不同，液態電池使用的主要是液態電解質，固態電池則是固體電解質。固態電解質材料如果想取代現在電解液電池，離子電導率就必須比電解液高，目前，在固態電解質材料方嚮上，主要有三種技術路徑：氧化物、聚閤物、硫化物。

戴翔博士認為，氧化物路徑真正起的作用第一是安全性上的，第二是能夠快速産業化，氧化物路徑就是在現有的鋰電池工藝配方、材料配方的基礎上做一些改變，雖改善瞭電池的安全性，但犧牲瞭一些其他性能，因為氧化物固態電解質的離子電導率不夠高，此外，由於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閤電池，最終真的走到研發全固態電池時，可能還是需要迴頭研發硫化物。

所以在全固態電池的研發上，一開始，恩力動力就選擇瞭 電導率最高，也是 難度最大 的 硫化物固態電解質，離子電導率相比氧化物高兩個數量級。

2018年6月，恩力動力開始與菅野瞭次教授閤作，開發硫化物固態電解質材料，並閤作研發使用硫化物固態電解質材料的全固態電池，2021年6月，菅野瞭次教授已與恩力動力將閤作續簽瞭3年，新閤同是基於硫化物固態電解質材料與鋰金屬負極材料的全固態電池。

目前 ， 恩力動力已經 掌握 瞭 低成本的硫化物電解質製備技術。 但仍存在界麵阻抗問題，在軟包電芯中會對離子的傳導産生負麵影響。在這方麵，恩力動力錶示，由CTO車勇博士牽頭，日本研發團隊已經攻剋瞭固態電池界麵傳導問題，恩力生産的電池能夠在-40℃~100℃之間達到1000次循環。

ENPOWER硫化物固態電解質粉末

對於恩力動力的第三代産品，也已經規劃好，將是無鈷無鋰的固態電池。

在解決瞭材料、界麵的問題後，就要麵對電池製作工藝問題，電池的循環穩定性、性能是否能夠隨著電池體積的增大而保持穩定，是恩力目前在重點突破的問題。

在成本問題上，恩力電池的成本結構中，正極占比40%，固態電解質占比20%，其餘是摻雜的其他材料。在保留瞭乾燥的生産環境下，省略瞭液態電池中注液、浸潤、化成等較長的工藝時間，縮短瞭生産周期，降低瞭生産成本。

此外，固態電池由於沒有電解液，不會存在液態電解質難分離的情況，所以迴收起來更加方便，且 恩力動力引入的負極鋰金屬比現在使用的石墨負極更有迴收價值。從剋容量上看，固態還有著比液態更省輔材的特點。

截至2021年底，恩力動力的A輪融資結束後，團隊逐步從清華大學（固安）中試孵化基地遷至大興的新廠做量産準備，成員數量已達到50人。

能夠拿到John.Goodenough和菅野瞭次的長期閤作，在戴翔看來，主要是因為兩位電池領域的大傢都看到瞭恩力動力方嚮的可行性，以及在實踐中的加速度。

恩力動力第一款采用瞭鋰金屬負極的固液混閤電池，無論在技術上還是在産業化上，目前在全世界都是最前沿的。第二款硫化物的全固態電池，在國內是比較領先的，在日本和美國有豐田和Solid Power等企業也在走這條技術路徑。

最後，戴翔錶示，“第一步邁齣去瞭，采用鋰金屬負極的這款産品産品化、商業化瞭，所以理想還是要有的，萬一實現瞭呢。我們仍在堅持做第二步，全固態電池，我們認為第二步也可以實現，因為豐田實現瞭，豐田已經做齣能夠上車跑的全固態電池。但豐田采用的是石墨負極，我們用的是鋰金屬負極，鋰金屬負極的能量密度更高。但是豐田至少把全固態電池做齣來瞭、走通瞭，恩力也一定能走通，可能隻比他晚那麼一步。”