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清華院士師徒搶攻固態(tài)電池,下一個“寧王”?

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最有希望改變格局的那一個。

文 | 華商韜略 朝暮

“2027年量產,充電10分鐘,行駛1200公里”,2023年,豐田喊出口號。

承載這一計劃的顛覆性技術是——固態(tài)電池。

2020年,中國首條固態(tài)動力鋰電池規(guī)模化量產線落地,背后的企業(yè)是——清陶能源。

【01 院士師徒】

清陶能源的核心成員,大多來自清華大學材料科學與工程研究院南策文院士團隊。

現(xiàn)任清華大學材料科學與工程研究院院長南策文,是我國材料領域的著名科學專家,也是中國科學院院士,發(fā)展中國家科學院院士。


▲南策文院士,來源:清華大學

1978年,15歲的南策文被華東化工學院玻璃專業(yè)(現(xiàn)華東理工大學)錄取,他從家鄉(xiāng)湖北浠水出發(fā),坐了3天的船,第一次來到大都市——上海。

1985年初,南策文獲得碩士學位,被分配到武漢工業(yè)大學(現(xiàn)武漢理工大學)任教,并在3年后被破格提拔,成為當年湖北省內最年輕的副教授。

1998年,清華大學材料系黃勇教授,向剛剛獲得國家杰出青年科學基金的南策文發(fā)出邀請,推薦其申請清華引進人才的“百人計劃”。

一年后,南策文正式來到清華工作。

2002年,國家“973”計劃功能陶瓷項目立項,競爭非常激烈,南策文殺出重圍,成為該項目首席科學家。

第二年即2003年,一個名叫馮玉川的年輕人考入了清華大學材料系,并在畢業(yè)后繼續(xù)攻讀碩士學位,跟隨的導師正是南策文,當時,南策文的陶瓷研究項目已經發(fā)展出復合固態(tài)電解質及電極材料、高介電材料等細分項目,并因此與固態(tài)電池的研究有了交集,而馮玉川主要就是參與這些研究。

碩士畢業(yè)后,馮玉川曾就職于北汽新能源部門。

2014年,中國新能源汽車發(fā)展?jié)u入佳境,但動力電池不少關鍵材料和技術,仍依賴進口!半姵厣宪嚒钡陌踩浴⒊杀、技術等痛難點,亟待優(yōu)化。

站在產業(yè)進程的節(jié)點上,1984年出生,年僅30歲的馮玉川,萌生了創(chuàng)業(yè)的念頭。

他找來同門同學李崢,兩人一拍即合,取清華陶瓷之意成立清陶能源。馮玉川任職董事長,李崢任職總經理,老師南策文則被他們邀請任職首席科學家。

因看好固態(tài)電池所具有的高安全、長續(xù)航、低成本等核心優(yōu)勢,清陶能源直接瞄準固態(tài)電池,師生攜手,校企合作,一起推進成果轉化。


▲馮玉川,來源:清陶能源

國家企業(yè)信用信息公示系統(tǒng)顯示,2014年5月21日,江蘇清陶能源科技有限公司正式在江蘇省淮安市盱眙縣成立,馮玉川、李崢、南策文、楊帆曾是該公司的投資人。

2015年8月24日,南策文院士帶著清華技術團隊,專程來到盱眙縣為清陶能源揭牌。

但彼時,清陶能源并未直接開發(fā)固態(tài)電池,而是從更小的產品切入——鋰電池隔膜做起,以清華材料學院的科研成果轉化為核心,推出了“鋰離子電池納米陶瓷纖維隔膜”等產品,服務其他電池廠商。

2016年,被全國百強縣市之首——江蘇昆山營商環(huán)境、優(yōu)惠政策吸引的清陶團隊,落戶昆山開發(fā)區(qū),成立了清陶(昆山)能源發(fā)展集團,作為發(fā)展的大本營。

同在2016年,另一位南策文的學生,也曾是馮玉川、李崢二人清華研究生帶班輔導員的何泓材,也加入到清陶,任職清陶能源副總經理、研究院院長。

以此為起點,清陶能源加速了固態(tài)電池的沖鋒。

【02 屢創(chuàng)第一】

以電解質為核心,固態(tài)電池主要被分為硫化物、氧化物、聚合物等技術路線。

其中,硫化物電導率最高,潛力較大,但熱穩(wěn)定性差,制備工藝復雜成本較高。

聚合物路線易于加工,與現(xiàn)有液態(tài)電解液的生產設備、工藝較為兼容,成本低,但電導率較低、穩(wěn)定性較差。

而氧化物電導率介于聚合物和硫化物之間,穩(wěn)定性和電導率均較強。

一直以來,日韓主攻硫化物技術路線。截至2024年,日本在全固態(tài)電池領域的國際專利申請數(shù)量占比,達到68%。其中,豐田起步最早,擁有全球最多的固態(tài)電池專利。

清陶的發(fā)展思路是,迭代造血——量產一代、研發(fā)一代、儲備一代,逐步上臺階。其第一代電池,選擇了氧化物+聚合物的技術路徑,已經落地上汽智己L6;而第二代電池,選擇了氧化物+鹵化物+聚合物的路徑。

2016年清陶落戶昆山時,全球固態(tài)鋰電池仍處于實驗室階段,選擇先易后難,循序漸進的路線,彰顯了清陶的務實。但即便如此,作為第一批吃螃蟹的人,他們面臨的困難依然是超出想象。

落戶之初,清陶能源一邊在昆山開發(fā)區(qū)企業(yè)科技園里,租房搞研發(fā);一邊推動成熟科研成果產業(yè)化,缺錢、缺人才、規(guī)模又小,異常艱難。

創(chuàng)始團隊只能沖在前面,由馮玉川親自掛帥,牽頭成立攻關小組,突破成果轉化過程中的固態(tài)電解質粉體制備粒徑大等技術難題。

一天20小時,一個月不斷嘗試,問題終于破解。

實現(xiàn)突破之后的清陶團隊加快發(fā)布,持續(xù)奔跑,連創(chuàng)國內固態(tài)電池的多個第一:

2018年,清陶能源建成了國內首條固態(tài)鋰電池的生產線,設計產能0.1GWh。

2020年,清陶能源建成投產固態(tài)動力鋰電池規(guī);慨a線,實現(xiàn)由0.1GWh到1GWh的產能升級。同年,搭載清陶能源固態(tài)電池系統(tǒng)的新能源汽車——哪吒U純電動汽車樣車正式下線。

這臺樣車,也是國內首次公開的可行駛的固態(tài)電池樣車。

此后,清陶又陸續(xù)布局多個大型項目。

2022年2月26日上午,總投資50億元的清陶新能源固態(tài)鋰電池(10GWh)產業(yè)化項目正式開工,計劃達到100億瓦時年裝機量,新增年產值100億元。

同在2022年,清陶能源于成都郫都區(qū)菁蓉鎮(zhèn),瞄準固態(tài)電池細分市場——儲能市場,布局了一個投資100億元的動力固態(tài)電池儲能產業(yè)基地,并將其作為清陶能源儲能領域的總部。

更重要的是,清陶的產品已率先批量“上車”。

2024年4月8日晚,上海上汽,智己L6轎車發(fā)布。智己汽車聯(lián)席CEO劉濤介紹,該車型是全球首款搭載量產“超快充固態(tài)電池”的車型,而款名為“光年”的電池,正是由清陶能源開發(fā)。

這塊容量達到133kWh的超大容量電池,能夠讓智己L6實現(xiàn)超1000公里的CLTC續(xù)航里程,在與同類電池幾乎相同的重量下,擁有了超出30%的電量,并且可以“讓駕乘者體驗到10分鐘補能400公里的快充效果。”

清陶能源官網顯示,其產品目前分為“固態(tài)電池”板塊和“固態(tài)電池產業(yè)配套”板塊。其中,固態(tài)電池產品分為覆蓋車用、船用、飛行器等的動力電池,以及用于儲能的儲能電池,“固態(tài)電池產業(yè)配套”板塊,則主要包括固態(tài)電池專用材料、創(chuàng)新設備、凹土新材料等,顯示公司正加快產業(yè)鏈完整布局。

而且,清陶還定下目標,第二代產品成本,要比同等規(guī)格的磷酸鐵鋰或三元電池成本低10%—30%;2027年問世的第三代產品,將再降本40%。

更領先的技術和產品,率先搶占先機,也讓不少人對清陶的未來格外高看。



【03 車企爭相綁定】

2016年,清陶落地昆山之初,峰瑞資本便看中了南策文團隊,敲定首輪投資。

B輪融資,峰瑞跟進。

“當時投資,因為看到了它在電池材料方面有‘專精特新式’的創(chuàng)新,在納米尺度上,能夠控制材料涂覆和材料生產!狈迦鹳Y本合伙人李豐說。

但李豐也沒料到,最初估值不過幾千萬元的清陶,很快估值超百億。

2019年,清陶能源建成了固態(tài)鋰電池量產產線,北汽、上汽、廣汽三大車企CVC(企業(yè)投資部門)陸續(xù)跟進投資。

其中,C輪融資由北汽產投、中銀投資主導,早期投資人峰瑞資本跟投;C+輪融資也由北汽產投領投,昆山國科創(chuàng)投、峰瑞資本跟投。

2020年,清陶能源完成E+輪融資,由上汽集團領投,昆山國創(chuàng)投資集團、淮安市淮上英才創(chuàng)投跟投。緊接著,清陶又完成了E++輪融資,廣汽資本投資。

2021年,清陶能源完成F輪融資,上海科創(chuàng)基金領投,新鼎資本、科森科技、峰瑞資本、上海博福等機構參與,估值邁上百億新臺階。

縱觀其進程,上汽集團入局,是關鍵的一步。

上汽對清陶的支持,用李錚的說法,就是“給錢、給人、給資源”。

2022年,上汽集團與清陶,共同組建固態(tài)電池實驗室,打通研究團隊,開發(fā)新產品。

“不理解整車,就沒法開發(fā)出合適的電池!崩铄P表示,上汽加入,大大增加了清陶對車的理解深度。

此后,雙方共同完成第一代固態(tài)電池裝車試驗,在實現(xiàn)“系統(tǒng)級零熱失控”的前提下,測試車輛最大續(xù)航里程達1083公里,創(chuàng)下全球純電動汽車續(xù)航里程新高。

2023年5月,上汽集團又與清陶能源簽訂《G+輪增資擴股協(xié)議》,追加投資清陶能源27億元,成為清陶能源第一大產業(yè)投資人,當年8月底,雙方更成立合資公司——上汽清陶,加快固態(tài)電池產品的規(guī)模化應用。


▲上汽清陶公司,來源:清陶能源

上汽清陶注冊資本10億元。其中,清陶認繳出資5.1億元,占比51%;上汽認繳出資4.9億元,占比49%。

上汽清陶計劃通過“半固態(tài)—準固態(tài)—全固態(tài)”三步走戰(zhàn)略,逐步降低液體含量,分階段實現(xiàn)產業(yè)化,2027年實現(xiàn)全固態(tài)電池量產裝車示范。

目前,上汽清陶仍處于投入期。2025年上半年,上汽集團將所持49%股權轉至其控股公司——華域汽車,上汽清陶更名為——清陶動力科技(上海)有限公司,但雙方的合作依然緊密。2025年9月,清陶與上汽就又傳出大消息:

全球首款批量交付的半固態(tài)電池車型——上汽MG4正式上市。

車企CVC的入局,不但給清陶帶來資金,也更加速了它的研發(fā)和應用進程。

李錚認為,固態(tài)電池研發(fā)的困難來自“沒有產業(yè)鏈的支撐,每推進一步,缺少相應的產業(yè)規(guī)模!倍辛塑嚻缶o密合作的清陶,則有了從上到下再造一個產業(yè)鏈的可能。

事實上,目前的清陶也已經基本建成了“新能源材料—固態(tài)鋰電池—自動化裝備—鋰電池資源綜合利用—科研成果孵化—產業(yè)投資”的完整產業(yè)生態(tài)鏈,并相應形成了電池板塊、材料板塊、裝備板塊、綜合利用板塊、成果轉化板塊5大業(yè)務板塊。

其中,成果轉化板塊,主要由華東新材料產業(yè)轉化基地推進。該基地由昆山開發(fā)區(qū)管委會、清華大學材料學院和清陶能源聯(lián)合建立。

“技術、裝備、產業(yè)開發(fā)完全進行了一個閉環(huán),這使得清陶可以高效率進行研發(fā)。而研發(fā)的速度快,成果就會更好!崩铄P表示。


▲清陶能源組織架構,來源:清陶能源

業(yè)內普遍認為,未來5年,將是固態(tài)電池競爭的最關鍵期。

這5年,將決定寧德時代是否能繼續(xù)成為固態(tài)時代的王者,也將決定新一代企業(yè)是否有可能成為新一代“寧王”。

而清陶無疑是最有希望改變格局的那一個。

2023年,李錚曾在接受媒體采訪時說,任何行業(yè)的小公司,或者是堅持科技創(chuàng)新的公司,都要用更聚焦、更高效、更堅決的革命態(tài)度去做研究,“這是我們唯一的機會!

革命,也就是要改變格局。

【參考資料】

[1]《“充電10分鐘行駛1200公里”,固態(tài)電池真能實現(xiàn)嗎?|專訪清陶能源李崢》財經汽車

[2]《昆山兩博士造電池,干出240億》21世紀經濟報道

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