金羽新能：以技术创新引领电池行业发展

文/本刊记者 东方欲晓

节能和新能源技术是21 世纪人类最具潜力的技术之一，日益成熟的新能源技术也将给人们的生活带来巨大变化。作为新能源领域的重要组成部分，新型电池工业现已成为全球经济发展的一个新热点。电池产业的发展经历了一个由最早的铅酸电池到镍镉电池，再到镍氢电池、锂电池、太阳能电池、燃料电池的过程。这些电池在竞争中发展，形成了各自具有特色的应用领域，也带来了投资的机会。以锂离子电池、太阳能电池、燃料电池为代表的新型电池产业步入了高速成长期，产业规模增长迅猛。在作为外力的下游制造业市场需求拉动和作为内力的自身技术进步持续推进的双重作用下，新型电池的产业链日趋完善、产业内涵进一步丰富，产业转移趋势合理，产业发展的势头强劲。

工作人员进行研发

北京金羽新能科技有限公司成立于2017 年，其长远规划是发展成为国际领先的集研发和生产于一体的新能源企业。金羽新能定位于从事技术研发、标准制定、产权布局以及品牌整体打造，下辖各二级公司从事对应产品的工程化、生产和销售。目前电池研发平台的建设较为成熟，依靠技术创新和进步，不断引领下一代电池技术的演进，在推动电池产业发展的同时，让更加环保、轻便的新型电池能够更好地造福人类。目前，公司在水系锌离子电池、4.5V 高压钴酸锂电池、纯固态锂电池和相变储能材料等领域的技术积累和产业化资源储备处于世界前列。

独立研发水系锌离子电池 应用市场广阔

据金羽新能联合创始人周辰傲及技术负责人李爱军介绍，金羽新能水系锌离子电池主要针对市场上的铅酸电池和镍氢电池进行升级替换，其最大的特点是完全绿色环保。产品正负极材料和电解液均采用环保材料，无任何对环境有害的重金属元素、有机物等，其生产过程亦不涉及高耗能、高污染工艺。同时，电池的性能也优于镍氢电池和铅酸电池，深度充放电寿命可超过800次。产品选用的矿物材料以及电解液均为储量丰富易得的原料，且深度加工工艺能耗低，可实现流水化作业。其量产化材料成本可低于0.4元/（WH），远低于镍氢电池，与铅酸电池基本持平。

对于电池来说，稳定不易燃是保障安全的重要因素。金羽新能的环保电池采用水系混合离子构架，对环境有极高的耐受性和稳定性，可适应从-30℃到50℃的工作范围以及多次深度充放电的使用环境。同时，由于采用富液水系设计，电池没有燃烧爆炸的危险。周辰傲表示，金羽新能团队独立研发的水系锌离子电池在全球处于领先地位，核心技术已申请19 项专利，现已有3 项专利获得授权。

水系锌离子电池的应用场景广阔。金羽新能目前主要发展的是太阳能市政设施。“这方面我们都是与当地政府进行合作，比如今年年底我们会在北京市海淀区的街道上布局我们的产品，包括公司现在的园区。”周辰傲说，因为产品符合绿色环保的理念，所以政府部门是非常欢迎的，不仅会提供资金的支持，还会提供一些优惠政策和保证条件。“像创客小镇这边的公司、住宿条件都属于政府对我们初创企业的支持。”

目前，在低速电动车和电动自行车领域主要以铅酸电池为主。但是鉴于铅酸电池能量密度低、易污染等原因，在政策的压力之下正逐步退出市场。针对铅酸电池退出所留下的市场空白，发展势头强劲的锂电池正在努力占领该市场。但是由于生产成本居高不下、易燃、产能不足等原因，严重制约着锂电池的发展。金羽新能研发的水系锌离子电池在成本低廉、极片回收率高、无污染、结构稳定不易燃等方面显著优于锂电池和铅酸电池，将成为替代铅酸电池的首选。周辰傲介绍，金羽新能目前正在与浙江美能开展合作，提供技术方案、材料前驱体和后续的技术升级路径。

除此之外，金羽新能还会与电子烟等消费电子产品厂商进行合作，提供独家供货的产品。

改进传统钴酸锂电池 提升产品整体性能

钴酸锂电池是所有电池中体积能量密度最高的电池，从锂离子电池商业化以来，一直广泛应用于“3C”产品领域，即计算机（Computer）、通信产品（Communication）和消费类电子产品（Consumer Electronics），如智能手机、数码相机、平板电脑、蓝牙耳机等。同时，在工业领域，如机器人、无人机制造中均表现出了需求显著上升的趋势。

金羽新能参加创业比赛

金羽新能获得2017 年首都青年创新创业大赛总冠军

这类产品已有成熟的产业链和市场，其共同特点是朝轻、薄、短、小的方向发展，而电池在此类产品中占有极高的比重，制约了产品体积的缩小。同时，随着5G 时代到来的是更快的数据传输速度和大量的数据处理需求，这对设备的续航时间也带来了挑战。以目前成熟的电池技术，5G 设备的续航时间将会明显短于4G，这也就需要新型的电池技术延长续航时间。所以，钴酸锂电池的性能提升将极大影响到产品的体积和使用性能，对体积小、容量大、重量轻、能量密度高的高压钴酸锂电池需求呈现快速增长趋势。

金羽新能研发的高压钴酸锂电池对于传统的钴酸锂电池进行了技术改进，主要从正极材料和电解液材料两方面进行了优化。项目电池正极采用改进后的钴酸锂材料，电解液采用改进后的锂离子电池电解液，负极采用常用的石墨。技术改进在原有钴酸锂电池生产工艺上添加一个技术处理环节，流程简单且保持成本基本不变，技术改进后可提高电池整体能量密度16%。同时，全电池可在4.5V 高电压下稳定循环500 次以上，解决了现有高压钴酸锂电池（4.5V）只能循环50 次左右的短寿命问题。

李爱军介绍，在高压钴酸锂电池方面，公司主要采用与第三方合作的方式，比如为电池厂商或使用电池的厂家提供前端技术服务。目前，金羽新能正在与华为方面对接，可依托水系锌离子电池产业化模式快速加以复制。

保持技术领先优势 引领电池行业发展

金羽新能作为北京大学与天津市校地合作重点推广企业、新华社国务院秘书局双创蹲点企业、北京市青年创业代表企业，得到了政府部门及北京大学的大力支持。金羽新能在研发过程中已经积累了大量原始数据，整理出提升容量和稳定性的研发路径，对于下一步的技术迭代具有强大先发优势。目前，项目已申请专利19 项，并已有3 项获得授权。同时，金羽新能与多方都形成了良好合作关系，能够牢牢把握住后续研发升级的节点，长期保持研发领先，以技术迭代引领行业发展，形成较为明显的技术先发 优势。

在周辰傲看来，技术就是公司最大的核心竞争力。“材料学做产业和其他行业的商业模式不太相同，它不能依靠可复制的形式，没有核心技术就真的没有办法做出想要的东西。”李爱军说，国内国际上都有很多实力强大的电池企业，比如中国的CATL、日本的松下、韩国的LG 等等，都是体量特别大的独角兽企业。“别的企业确实已经经过了很多年的发展，而我们想要实现超越的话，就一定得把技术做足，所以公司目前的定位还是技术导向型企业。”金羽新能没有做产业化、重资产的东西，落地方式更倾向于一些简单的合作。

作为青年基础制造业创新创业的代表企业，金羽新能已获得中关村新技术新产品认证、2017“创青春”首都青年创新创业大赛金奖、2018 全国大学生创业大赛金奖、中关村高新技术企业等多项荣誉。谈及参加过的众多比赛，周辰傲认为，这对公司来说是一种有效的宣传。“对于初创公司来说，最重要的是让其他人认识你，并认可你的技术。”通过比赛，金羽新能收获了很多投资机构及投资人的认可，现在已经完成了天使轮的融资。

从2017 年创立至今，金羽新能一直受到各方的关注。周辰傲认为，这其中最重要的就是获得了社会和商业上的认可。“我们的技术壁垒很高，这也是我们发展的底气。而且能源行业会是一个永远存在并且越来越重要的行业，所以无论是从哪个方面来讲都可以看到发展的希望。”

金羽新能实验室

李爱军表示，电池从一个实验阶段真正落实到生产应用阶段，中间有很长的路要走，其中最关键的是技术稳定性问题。在市场上售卖的电池要保证批次间的稳定，“因为我们现在的实验室是小批量生产，所以有些问题体现不出来。但是真正做大了之后，可能其中的一个小部分出了问题对整个电池的影响都是非常大的。在产品生产出来之前我们都会做各种检测，良品率要达到95%以上才行。”

另外，安全性也是非常重要的环节。电动车自燃事件的频发让人们意识到了电池安全的必要性。李爱军说，动力电池在制造过程中都会有苛刻的要求，必须通过防撞击、防刺穿等安全性实验。一方面，电池在充放电的过程中，电极活动比较敏感，如果受到撞击很容易出现安全隐患；另一方面，目前电池用的电解液都是易燃的有机物。这两个因素都将导致电池在某些情况下容易燃烧。“接下来我们准备研发的固态电池是一种相对更安全的电池，很有难度，但同时也很有前景。”不过李爱军强调，谁也不能保证固态电池就是百分之百的安全，一定不会着火。所以，在安全性方面一定还要加入很多工程性的方法，比如在电池的外面加上防火材料起到阻隔作用，保证起火后不对人身安全造成威胁。

金羽新能的长远规划是发展成国际领先的集研发和生产于一体的新能源企业，定位于从事技术研发、标准制定、产权布局以及品牌整体打造，下辖各二级公司从事对应产品的工程化、生产和销售。周辰傲介绍说，北京主要作为研发基地，他们已在浙江成立浙江金羽新能科技有限公司并建设了生产线，河北张家口的二级公司还在筹备中。“绿水青山就是金山银山”，金羽新能一直坚持这样的理念。“浙江的生产线今年年底就可以运作了，希望到2021 年可以实现满负荷生产。”周辰傲说。