通用汽車投資的固液混合動力電池公司SES上市，比固態(tài)電池技術(shù)更成熟？
分類：前沿資訊
- 作者：謝偉
- 發(fā)布時間：2021-07-16
【概要描述】SES在獲得通用汽車領(lǐng)投的D輪1.39億美元融資后，迅速啟動借殼上市，公司估值高達(dá)36億美元，得益于其成熟的固液混合動力電池技術(shù)。這個技術(shù)究竟有哪些優(yōu)勢？
7月14號，位于美國波士頓附近的SES固液混合電池公司宣布借殼上市，借殼對象為IvanhoeCapital，在美國股市交易代碼為IVAN。上市之后，SES公司的估值將達(dá)到36億美元，遠(yuǎn)超上個月剛上市的競爭對手Solid Power的12億美元，也超過了去年火爆一時的QuantumScape的33億美元，成為一眾上市的固態(tài)電池初創(chuàng)公司里估值最高的一個。
SES公司于2012年由剛從MIT畢業(yè)的胡啟朝博士創(chuàng)建，最初坐落于波士頓附近，后來本著追隨市場布局的理念，在全球各地開設(shè)了分部。如今其名義總部設(shè)在新加坡，生產(chǎn)與研發(fā)設(shè)在波士頓和上海，在韓國也設(shè)立了銷售與研發(fā)部門。今年4月，SES剛拿到了通用汽車領(lǐng)投的D輪融資1.39億美元，宣告歐美最大的幾家汽車制造商分別成功布局固態(tài)電池技術(shù)。點(diǎn)擊鏈接可以閱讀之前我們介紹過的大眾汽車投資的QuantumScape公司和福特寶馬投資的Solid Power公司。
隨著兩個月前，美國證券交易委員會宣布將加強(qiáng)對殼公司的管制，相當(dāng)于會增加以后借殼上市的難度，很多初創(chuàng)公司紛紛抓緊最后的窗口機(jī)會借殼上市。上個月上市的Solid Power才剛拿到B輪融資，一個月后即宣告上市；而現(xiàn)在SES也在剛拿到一筆1億多美元的融資后就馬不停蹄地操辦上市，讓二級市場上的投資者一下多了好幾個投資未來固態(tài)電池技術(shù)的選擇。不過自從QuantumScape股價從去年的大風(fēng)口跌回原型后，現(xiàn)在的投資者對固態(tài)電池公司的股價都比較謹(jǐn)慎了。截止到今日，Solid Power和SES的股價均在$10左右浮動，也即他們的股票發(fā)行價。不過，我們從SES的投資宣講文檔里（見文末參考文獻(xiàn)）看到有這么一條對于現(xiàn)有股票和期權(quán)持有者的激勵措施：如果在成功上市后的1年后，公司的股價超過$18每股，現(xiàn)有的持股人和持期人將再獲得3000萬股。我如果是SES公司員工或者投資者的話，為了拿到這3000萬的額外股份，也會拼命地完善產(chǎn)品將公司股價推高。這么想來的話，如果現(xiàn)在以$10每股買進(jìn)一些流通股，一年后說不定能實(shí)現(xiàn)最少80%的收益（風(fēng)險提示，本文不構(gòu)成投資建議）。
SES之所以能獲得超過QuantumScape和Solid Power的估值，是因?yàn)樗募夹g(shù)成熟度要超過那兩家公司。從投資宣講文檔里公布的技術(shù)對比來看，SES目前已成功實(shí)現(xiàn)3-4層軟包電池（Pouch Cell）充放電779次循環(huán)后保有70%的儲能量，而25層軟包電池充放電550次后可保持90%的儲能量。其3-4層軟包電池的循環(huán)性能與QuantumScape相比各有高低，而25層軟包電池是其他兩家公司尚未公開企及的技術(shù)高度。另一方面，由于SES采用的依然是液態(tài)電解液，因此更容易利用現(xiàn)有的鋰電池生產(chǎn)線進(jìn)行規(guī)?；a(chǎn)，而液態(tài)電解液的使用也避免了全固態(tài)電池的一些難題。
通過之前對幾家全固態(tài)電池技術(shù)的分析，我們了解到全固態(tài)電池由于采用了固態(tài)電解質(zhì)，負(fù)極材料在充放電時會發(fā)生體積膨脹和收縮，因此不可避免地會與包裹著它的固態(tài)電解質(zhì)之間產(chǎn)生空隙，或者嚴(yán)重降低兩者之間的接觸，從而造成部分負(fù)極材料失效或者高漲的內(nèi)部電阻大大降低電池效能。因此全固態(tài)電池通常需要施加很大的外壓，比如幾十個大氣壓，以保證內(nèi)部負(fù)極材料與固態(tài)電解質(zhì)之間不會產(chǎn)生空隙。而SES在負(fù)極材料使用金屬鋰的同時，依然設(shè)法使用液態(tài)電解質(zhì)，依靠其流動性的優(yōu)勢，將上述難題化解。但是液態(tài)電解質(zhì)也存在一些問題，比如會與鋰金屬發(fā)生反應(yīng)，無法阻擋鋰金屬產(chǎn)生晶枝，容易受熱揮發(fā)造成易燃易爆等，SES又是如何解決這些問題的呢？
SES在其投資宣講文檔里列出了幾個關(guān)鍵的技術(shù)特點(diǎn)，包括：
1. 使用超薄的鋰金屬負(fù)極涂層，盡量降低其體積膨脹幅度；
2. 在負(fù)極鋰金屬上施加一層特殊的保護(hù)性涂層；
3. 使用具有自斷電功能的高分子隔膜；
4. 使用含有高濃度無機(jī)鹽的液態(tài)電解質(zhì)。
通過對SES所申請專利的調(diào)研，我們對以上幾項(xiàng)特點(diǎn)技術(shù)做一些更深層的細(xì)節(jié)猜測。含有高濃度無機(jī)鹽的液態(tài)電解質(zhì)這個解決方案已經(jīng)被學(xué)術(shù)界研究過好幾年，因此不算是一項(xiàng)SES特有的技術(shù)，不過SES有其獨(dú)特的電解質(zhì)配方。其應(yīng)用特點(diǎn)是，當(dāng)液態(tài)電解質(zhì)里含有高濃度的無機(jī)鹽時，幾乎所有的電解質(zhì)分子都將與無機(jī)鹽通過水化作用（Solvation）產(chǎn)生微弱的綁定，而不再能自由移動或者揮發(fā)，從而解決了液態(tài)電解質(zhì)易揮發(fā)易爆的問題。
SES很有創(chuàng)新性地申請了兩種不同的負(fù)極材料保護(hù)涂層專利。第一個專利設(shè)計(jì)了兩層高分子保護(hù)涂層，緊挨著鋰金屬的那一層由比較致密的高分子材料構(gòu)成，并且?guī)в须x子基團(tuán)，因此它能防止液態(tài)電解質(zhì)通過保護(hù)層接觸到鋰金屬，也能防止鋰金屬晶枝的穿刺，同時離子基團(tuán)提供鋰離子進(jìn)出的通道。而挨著隔膜的那一層保護(hù)層則是由多孔結(jié)構(gòu)的柔性高分子構(gòu)成，空隙里可以置入電解質(zhì)或者離子液體（Ionicliquid）形成離子傳導(dǎo)通道。這個柔性高分子層可以隨著鋰金屬負(fù)極的膨脹收縮相應(yīng)的收縮膨脹，來彌補(bǔ)鋰金屬層造成的空間形變，解決負(fù)極材料形變太大的問題。第二個專利只設(shè)計(jì)了一層保護(hù)層，其材料由高分子與強(qiáng)化纖維交聯(lián)而成，其作用類似于第一個專利里的致密保護(hù)層，看起來沒有第一個專利那么復(fù)雜高級的樣子。
SES另一項(xiàng)創(chuàng)新專利是關(guān)于有自斷電功能的高分子隔膜。他們設(shè)計(jì)的高分子隔膜具有多孔結(jié)構(gòu)，在其兩側(cè)或者空隙里附著上另一種共聚體高分子微球，微球也具有多孔結(jié)構(gòu)可讓鋰離子通過，微球的熔化溫度遠(yuǎn)低于鋰金屬的熔化溫度（179度）。當(dāng)電池內(nèi)部發(fā)生熱失控，溫度上升到微球的熔化溫度時，微球就會熔化形成致密結(jié)構(gòu)的膜，阻擋鋰離子通過，從而從內(nèi)部切斷電流，防止溫度進(jìn)一步升高到鋰金屬的熔點(diǎn)。
綜上所述，SES嘗試?yán)靡恍﹦?chuàng)新技術(shù)解決液態(tài)電解質(zhì)與鋰金屬的問題，看完令人腦洞大開，非常具有啟發(fā)性。SES的固液混合電池和Solid Power的硅負(fù)極固態(tài)電池都是介于傳統(tǒng)鋰離子電池和鋰金屬全固態(tài)電池的中間融合技術(shù)，從技術(shù)開發(fā)難度上應(yīng)該會低于鋰金屬全固態(tài)電池，所以可能會更早取得成功。那么就讓我們拭目以待SES的迅速發(fā)展，期待早日看到更多的電池包測試數(shù)據(jù)，以證明這種固液混合電池技術(shù)的可取之處！
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參考文獻(xiàn)：
1. https://ses.ai/downloads/ses_investor_presentation.pdf
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作者簡介：
謝偉博士，清華大學(xué)材料學(xué)學(xué)士和碩士，美國德克薩斯大學(xué)（奧斯?。┗瘜W(xué)工程博士。主要從事儲能電池開發(fā)工作，先后在跨國企業(yè)及初創(chuàng)公司任要職，主持多項(xiàng)美國能源部資助研發(fā)項(xiàng)目，獲得2013年全美年度100最佳研發(fā)技術(shù)大獎。在材料學(xué)及儲能領(lǐng)域頂級期刊發(fā)表論文17篇，擔(dān)任5家國際期刊審稿工作，擁有國際發(fā)明專利申請17項(xiàng)。
中和儲能公司簡介：
深圳市中和儲能科技有限公司，立足于研發(fā)、推廣與應(yīng)用儲能技術(shù)，旨在通過電化學(xué)儲能技術(shù)的應(yīng)用助力于實(shí)現(xiàn)中國“碳中和”的目標(biāo)。發(fā)展初期，公司專注利用在儲能領(lǐng)域已經(jīng)積累多年的行業(yè)經(jīng)驗(yàn)及杰出的研發(fā)能力向中國儲能市場提供技術(shù)支持與咨詢服務(wù)。同時，公司著重于對中國儲能市場進(jìn)行調(diào)查與分析，為中國市場研發(fā)或引入最先進(jìn)、最有效的儲能技術(shù)。
公司技術(shù)研究與發(fā)展方向：水性儲能電池，鋰離子電池材料，燃料電池，離子交換膜，涂料與粘接劑，膜分離技術(shù)。
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