过去一百多年化石能源主导的时代,也是人类资源争夺的时代。新能源革命降低了对有限自然资源的依赖,而以制造业和科技属性为主。电池是新能源时代的新石油,而全球电池和材料的主要产能均在中国。这场新能源革命中,中国正成为主要推动者及引领者。产业界、学界同样在探索,如何将前沿科技与中国庞大新能源与电池产业相结合,抓住机遇,乘势而上。
近期,高榕资本榕汇联合深圳前海股交中心、香港大学北京中心、亿欧汽车,与电池产业链科技企业一起走进全球锂电负极材料龙头贝特瑞,助力企业更好抓住新能源和电池产业增长机遇,探索技术融合产业的创新场景。正如高榕资本董事总经理辛旺在活动中分享,新能源大产业中,很多方向都是万亿级别的体量、仍有数倍的增长空间。任何一点小的变化和创新,都有可能孵化出新公司、诞生新机会
此次参访的链主企业贝特瑞,在负极材料领域13年出货量位列全球第一、正极高镍三元市场占有率近年位列国内前三。来自电池、汽车、材料、精密制造等领域的科技企业,深度了解了电池材料龙头穿越周期的坚韧专注及前瞻布局。来自产业界、学界、投资界的专家们,就新能源产业趋势、量子化学在电池材料领域的应用等话题进行了分享及跨界对话。
修己达人,大道至简
从默默无名到全球负极材料龙头
贝特瑞于2000年成立,最早聚焦锰酸锂领域。但由于技术、产品、市场开拓不尽如人意,企业在早期发展受阻,通过市场调研发现了负极材料的市场需求。“当时做了许多模型,但由于市场太早期,应用场景还未彻底打开,无法测算出准确的市场空间。”贝特瑞集团高级副总经理陈晓东回忆,“但我们发现了市场需求,团队讨论后觉得后续潜力巨大,于是我们决定赌一把。”至此,贝特瑞做出了第一个重大的战略调整,专攻负极材料。
2004年,贝特瑞推出高容量天然石墨复合材料,成功实现产业化,打破了日本负极材料的垄断地位。彼时,负极材料以天然石墨及人造石墨这两条路线为主,而天然石墨凭借其成本和比容量优势,广泛应用于3C电池场景。贝特瑞也凭借天然石墨这一技术路线,于2006年在负极材料领域问鼎中国。
然而,出乎众人意料的是,贝特瑞在2年后“突然”收购了还未显现优势的人造石墨技术企业。人造石墨价格较高,但各项性能较为均衡、循环性能好,其倍率充放电效率和电解液相容性等的显著优势,是后来被广泛应用于车用动力电池及中高端电子产品领域的重要原因。而贝特瑞这一关键性布局,待人造石墨这一技术路线在新能源场景中大放异彩,蛰伏了整整10年。
由此,贝特瑞弥补了自身的技术短板,又凭借其天然石墨的领先地位,从2010年开始保持了全球负极材料龙头的地位。“做企业是九死一生的历程,企业家要有前瞻性,对行业、未来趋势要有判断。其次,要有足够的自信,带领团队迎难而上。”贝特瑞集团高级副总经理陈晓东分享。
贝特瑞的下游客户包括松下、三星SDI、宁德时代、比亚迪等。而贝特瑞能够与国际头部企业合作,与其坚持产业引领战略、坚定研发与创新的长效机制息息相关。贝特瑞自2010年起就成立了自己的技术研究院,其首期硬件投入就将近1个亿。“2013年,我们推出了一个传奇产品。自2014年起,我们的营收就开始突破10亿元规模。”陈晓东分享。
这一传奇产品就是全球第一代硅基负极材料——硅碳负极材料。贝特瑞早在2006年就开始着手硅基负极材料的研发,终于在2013年正式实现产业化并批量销售。凭借比石墨负极材料高出两倍的比容量,贝特瑞的硅基负极材料迅速获得了全球各大电池厂商的追捧。
“2014年贝特瑞营收破10亿,2018年突破40亿。从2019年起,连续三年都是翻倍式增长,这主要得益于新能源汽车在中国渗透率的提升。”陈晓东总结,“现在,新能源汽车在欧美市场的渗透率不到10%,产能布局严重不足,仍有很大的增长空间。”2022年,贝特瑞全年营收超过256亿元,亦成为负极材料首家出海企业。
“天晴时想下雨,下雨时想天晴,这样才能永远保持乐观。”
“量子化学 + AI”
加速电池材料创新
“量子力学和人工智能领域的进展,对未来的技术发展都具有非常重要的意义。”香港大学化学系讲座教授、香港量子人工智能实验室主任陈冠华分享了量子化学和人工智能在新能源领域应用的前沿探索。
陈冠华教授介绍,“在量子力学的帮助下,我们可以模拟各种材料和器件,包括太阳能电池和有机发光材料。在模拟的过程中,我们可以获得器件性能的关键信息。”
此前,陈冠华教授与团队已将量子力学应用于半导体领域,并独立开发出世界领先的、具备原子尺度模拟功能的半导体电子设计自动化(EDA)工艺及器件模拟(TCAD)软件工具平台。他认为,在新能源产业中,同样也需要类似EDA之于半导体行业的“新能源BDA平台”。
“材料研发、器件模拟和电池性能的设计尤为关键。由于新能源产业设备的复杂度可能会持续增加,因此,类似EDA的技术支持至关重要,”陈冠华教授解释到,“我们正在尝试用量子力学及人工智能模型,来快速模拟分析各类材料特性,以此加速新型材料的研发过程,从而更快地应用于新能源产业。”
陈冠华教授总结,“我们正处于一个科技飞速发展的时代,涵盖了可再生能源、人工智能和机器人等多个领域,这些领域的进步正在改变工业和社会,就像过去电力、石油和信息技术的革命一样。我们希望能够在这个激动人心的时刻,通过结合人工智能和量子化学,推动新技术的快速创新。”
超充级新能源汽车市场启动元年
2025年,新能源汽车保有量将突破5000万辆,而高功率充电桩届时仍属于稀缺社会资源。亿欧汽车新能源模块负责人彭程指出,2023年是超充级新能源汽车市场启动元年,整个补能体系朝着800V或更高电压平台演进,相对于快充+慢充+400V的旧平台,800V平台超充新体系还处在用户期望膨胀阶段。
“纯电路径中,2023年主流产品是450V纯电动,但随着800V平台技术突破,以超级快充为首的补能体系将引领市区+高速公路沿线的低成本全场景纯电出行。未来固态电池和千伏高压平台将引领新一轮技术创新和产品迭代。”彭程预测。
彭程还进一步指出,未来分散的单个充电站模式也将逐渐演变成更集中的超级充电站模式,新商机将转向充电站的运营效益和整体规模效应。“未来将不再关注每个充电桩之间的具体使用时间或次数,而是通过整个充电站的服务能力来提高效率,整合站点的数量和规模。经过一轮跑马圈地后,将涌现出一批新的超级服务提供者。”
共探电池材料新趋势
对话环节,贝特瑞集团高级副总经理陈晓东、香港大学化学系讲座教授/香港量子人工智能实验室主任陈冠华、高榕资本董事总经理辛旺、亿欧执行总经理/亿欧汽车总裁杨永平以及深圳股交中心股权部负责人苏静围绕新能源产业趋势、前沿技术产业落地、企业竞争力构建等话题展开对话及分享。
作为“21世纪的终极能源”,氢能的未来发展备受瞩目。辛旺认为,氢能源和锂电等电化学储能适用于不同的场景,“在乘用车中短距离场景下,锂电池的能量转换效率优势明显,而氢能在长途交通、化工和氢能冶金领域更具潜力。
针对新能源产业趋势,陈晓东从全球视角分析产业链的潜在机遇及风险。“中国新能源汽车渗透率为30%,而欧美只有10%,仍有数倍增长空间。电池和材料大部分产能都在中国,尽管欧美对本地供应链需求增加,但市场竞争力依然是非常重要的决策要素。长期来看,中国企业走出国门必须增强自身的竞争力。”
杨永平则从乘用车及商用车角度,分析其中的用户需求及供给变化。“在乘用车领域,消费者对成本、续航能力和可靠性的需求突出。因此,我们特别关注新兴电池技术,包括半固态电池和固态电池,以及热管理领域中的新材料和电池热管理系统。而在新能源重卡市场的增长变化中,氢燃料电池的发展及想象空间巨大,尤其是面向长途运输的干线物流场景。”
谈及前沿技术产业落地,陈冠华教授进一步阐释人工智能及量子力学在材料方面的应用。“目前,我们的技术已经能够通过计算电压、电流、能量等方面,迅速筛选出材料;并且借助量子力学,对材料的性质、结构以及稳定性进行预测。”展望未来,陈冠华教授希望能够在未来几年内,与产业界的研发部门合作,真正实现使用前沿技术预测新材料的愿景。
在企业竞争力构建方面,陈晓东提到,中国的产业效率通常很高,供需关系变化迅速,也因此对企业的市场波动适应能力提出了更高的要求,“企业需要建立起自己的供应链体系。要在新能源汽车行业获得竞争力,企业不仅要关注成本和性能,还要提高性价比。”
苏静则从实践的角度,分享了科技企业在创业过程中,与产业链上下游沟通时常见的问题和解法。苏静建议,“科技型创企可以尝试在创业早期,将实验室成果与产业方合作,实施强链演练,并不断寻找解决方案。”
路演环节中,来自贝特瑞的石墨烯企业、香港量子人工智能实验室的电池BDA平台、催化剂材料企业,以及高榕资本投资的复杂精密制造企业进行了创新项目路演,并与产业龙头、投资机构交流了产业落地和商业化路径等问题。产业的创新发展,需要联动多方力量协同共创。站在新一轮科技创新及新能源产业变革的交汇点,期待各界能借助技术创新,发挥中国新能源产业制造优势,加速碳中和时代的到来。
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