在其他行業(yè)，十年可能已經(jīng)夠好幾家公司上市了，但在電池行業(yè)，尤其在一個創(chuàng)新電池領域，并非易事。

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(yè)的發(fā)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(xiàn)有動力電池體系，2025 年后電池能量密度將難以達到國家500Wh/kg 的要求。

鋰離子電池的弊病已困擾市場多年。由于鋰離子電池采用的是液態(tài)電解質(zhì)，低溫環(huán)境下電解質(zhì)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(nèi)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，導致正負極短路并發(fā)生起火、爆炸等危險。

固態(tài)電池由于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(tài)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(tài)電池的許多無機固體電解質(zhì)材料不可燃，雖然聚合物固體電解質(zhì)存在一定的可燃風險，但仍好于電解液。

固態(tài)電池的電化學穩(wěn)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，戴翔在美國德克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(fā)明人、2019年諾貝爾獎得主、“鋰離子電池之父”John.Goodenough。

畢業(yè)后戴翔在半導體、新能源材料、器件、結(jié)構(gòu)、工藝、性能表征、封裝與集成等方面從事研究開發(fā)工作20余年，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，戴翔遇到了本碩時期的老友車勇。彼時，戴翔在清華讀固體物理學，車勇在北航的材料系。同在電池領域深耕多年，再會時，一拍即合，創(chuàng)立了恩力動力。

聯(lián)合創(chuàng)始人兼CTO車勇在東京工業(yè)大學電化學專業(yè)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(tài)電解質(zhì)的發(fā)明人、世界突出的全固態(tài)電池科學家菅野了次結(jié)下了深厚的師生情誼。獲得博士學位后，車勇先后在日本旭硝子、豐田集團北美研究院等工作15年，分別擔任電池研發(fā)帶頭人、資深經(jīng)理。

“做一款電池已經(jīng)是一件很難的事情，把它產(chǎn)業(yè)化是一件更難的事情?！贝飨枵f道。

從液態(tài)電池到全固態(tài)電池的道路上，擺著材料、界面、工藝、成本四座大山，座座都讓無數(shù)專家赴湯蹈火。

業(yè)內(nèi)一般認為從液態(tài)電池到全固態(tài)電池需要經(jīng)過固液混合電池，即半固態(tài)電池的過渡階段。恩力動力同領域內(nèi)的大多數(shù)公司一樣，先研發(fā)固液混合電池，再攻克全固態(tài)電池。

截至2021年底，恩力動力研發(fā)的第一代產(chǎn)品——固液混合電池的中試已基本完成。這款固液混合電池的負極采用了鋰合金，可以有效提升電池的能量密度，鋰合金負極也被認為是鋰電池的下一代技術。

但鋰合金在充電時容易析出鋰枝晶破壞電池結(jié)構(gòu)，為了抑制鋰枝晶產(chǎn)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。該產(chǎn)品目前已通過軟銀（Softbank Next-Generation Battery Lab）在內(nèi)的中、日多家第三方機構(gòu)的測試，實測重量能量密度達520wh/kg，實測體積能量密度達1100wh/L，且在循環(huán)100圈后，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(lián)合發(fā)布了能量密度為450Wh/kg的鋰金屬電池后取得的又一重大突破。該款電池的樣品及電池規(guī)格已于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。

恩力動力采用了自主研發(fā)的鋰金屬電極界面控制技術，以及獨特的電解質(zhì)技術，在兼顧電池循環(huán)穩(wěn)定性的前提下，進一步減少了電池中非活性材料的占比，從而實現(xiàn)了電池能量密度的大幅提升。

恩力動力的這款固液混合電池與市面上智能手機普遍使用的鋰離子電池容量大致相當，但能量密度提升了一倍，在同等重量情況下，單次充電后手機的使用時間可大幅延長。目前，這款電池已經(jīng)應用在了高端飛行器、潛水器、無人機等設備上，并與軟銀展開了合作。

ENPOWER無人機電池模組系列產(chǎn)品

在向全固態(tài)電池邁進的起步階段，恩力動力就抓住了兩個發(fā)展要點，一個是要國際化，各種全固態(tài)電池標準要與國際對接，一個是要差異化，跟領域內(nèi)的大廠拉開差距。

這種電池的應用領域也順應了恩力動力的發(fā)展要點之一——差異化，恩力動力創(chuàng)始人兼CEO戴翔說，“產(chǎn)業(yè)化的路徑我們也要差異化。我們會率先把我們的產(chǎn)品應用到市場，雖然量不如車用大，但它會驗證我們的產(chǎn)品，迭代速度會變得更快，這就是為什么我們前期跟軟銀合作而不是跟車企合作。但后續(xù)車用的布局，我們也在洽談中?！?/p>

2022年，恩力動力還將致力于試制單體電芯容量10Ah（10000mAh）以上的軟包電池。在電池內(nèi)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。恩力動力正在與產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略伙伴持續(xù)推進產(chǎn)業(yè)化落地，致力于早日實現(xiàn)超高比能鋰金屬電池的產(chǎn)業(yè)化及商業(yè)化。

全固態(tài)鋰電池是恩力動力的第二代產(chǎn)品，計劃在2025年“上車”使用。

2017年10月，恩力動力與John.Goodenough合作開發(fā)基于鋰金屬負極的全固態(tài)電池，期間共同發(fā)明了一種新型固態(tài)電解質(zhì)隔膜材料，并合作申請了美國專利，此外，恩力動力還與John.Goodenough合作開發(fā)了多種鋰金屬負極界面保護技術。對于第二代電池，恩力未來會選擇與多家主機廠合作，給這些主機廠提供標準化的電池。

ENPOWER全固態(tài)鋰電池

電池是各種材料組合起來的一個系統(tǒng)，固態(tài)電池和液態(tài)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(zhì)不同，液態(tài)電池使用的主要是液態(tài)電解質(zhì)，固態(tài)電池則是固體電解質(zhì)。固態(tài)電解質(zhì)材料如果想取代現(xiàn)在電解液電池，離子電導率就必須比電解液高，目前，在固態(tài)電解質(zhì)材料方向上，主要有三種技術路徑：氧化物、聚合物、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，第二是能夠快速產(chǎn)業(yè)化，氧化物路徑就是在現(xiàn)有的鋰電池工藝配方、材料配方的基礎上做一些改變，雖改善了電池的安全性，但犧牲了一些其他性能，因為氧化物固態(tài)電解質(zhì)的離子電導率不夠高，此外，由于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合電池，最終真的走到研發(fā)全固態(tài)電池時，可能還是需要回頭研發(fā)硫化物。

所以在全固態(tài)電池的研發(fā)上，一開始，恩力動力就選擇了電導率最高，也是難度最大的硫化物固態(tài)電解質(zhì)，離子電導率相比氧化物高兩個數(shù)量級。

2018年6月，恩力動力開始與菅野了次教授合作，開發(fā)硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料，并合作研發(fā)使用硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料的全固態(tài)電池，2021年6月，菅野了次教授已與恩力動力將合作續(xù)簽了3年，新合同是基于硫化物固態(tài)電解質(zhì)材料與鋰金屬負極材料的全固態(tài)電池。

目前，恩力動力已經(jīng)掌握了低成本的硫化物電解質(zhì)制備技術。但仍存在界面阻抗問題，在軟包電芯中會對離子的傳導產(chǎn)生負面影響。在這方面，恩力動力表示，由CTO車勇博士牽頭，日本研發(fā)團隊已經(jīng)攻克了固態(tài)電池界面?zhèn)鲗栴}，恩力生產(chǎn)的電池能夠在-40℃~100℃之間達到1000次循環(huán)。

ENPOWER硫化物固態(tài)電解質(zhì)粉末

對于恩力動力的第三代產(chǎn)品，也已經(jīng)規(guī)劃好，將是無鈷無鋰的固態(tài)電池。

在解決了材料、界面的問題后，就要面對電池制作工藝問題，電池的循環(huán)穩(wěn)定性、性能是否能夠隨著電池體積的增大而保持穩(wěn)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(jié)構(gòu)中，正極占比40%，固態(tài)電解質(zhì)占比20%，其余是摻雜的其他材料。在保留了干燥的生產(chǎn)環(huán)境下，省略了液態(tài)電池中注液、浸潤、化成等較長的工藝時間，縮短了生產(chǎn)周期，降低了生產(chǎn)成本。

此外，固態(tài)電池由于沒有電解液，不會存在液態(tài)電解質(zhì)難分離的情況，所以回收起來更加方便，且恩力動力引入的負極鋰金屬比現(xiàn)在使用的石墨負極更有回收價值。從克容量上看，固態(tài)還有著比液態(tài)更省輔材的特點。

截至2021年底，恩力動力的A輪融資結(jié)束后，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產(chǎn)準備，成員數(shù)量已達到50人。

能夠拿到John.Goodenough和菅野了次的長期合作，在戴翔看來，主要是因為兩位電池領域的大家都看到了恩力動力方向的可行性，以及在實踐中的加速度。

恩力動力第一款采用了鋰金屬負極的固液混合電池，無論在技術上還是在產(chǎn)業(yè)化上，目前在全世界都是最前沿的。第二款硫化物的全固態(tài)電池，在國內(nèi)是比較突出的，在日本和美國有豐田和Solid Power等企業(yè)也在走這條技術路徑。

最后，戴翔表示，“第一步邁出去了，采用鋰金屬負極的這款產(chǎn)品產(chǎn)品化、商業(yè)化了，所以理想還是要有的，萬一實現(xiàn)了呢。我們?nèi)栽趫猿肿龅诙剑虘B(tài)電池，我們認為第二步也可以實現(xiàn)，因為豐田實現(xiàn)了，豐田已經(jīng)做出能夠上車跑的全固態(tài)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(tài)電池做出來了、走通了，恩力也一定能走通，可能只比他晚那么一步。”

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