水系电池赛道为什么值得关注？这支团队凭什么能获得国家队基金投资？研发一种全新的电池，其实是一件成功率蛮低的事情。
“新型电池研究项目，研发周期长到无法计算， 成功几率无限接近于零。”精研新能源创始人颜竞说，人类平均每过20年以上才会有一项新的成功电池技术出现。过去200年，无以计数的各种电池理论和技术路线，被埋没在历史长河中。1859年普兰特发明铅酸电池理论，23年后的1882年成功商业化，开启可充电电池时代。下一个登场的是1899年发明的镍镉电池，50年后才被商业化。镍氢电池从理论到商业化，花了10年左右时间。锂离子电池从石墨负极被发现开始，也花了10年才商业化。还有一些运气不佳的路线，比如镍锌，1899年被发明至今都未成功商业化；再比如镍铁电池，即使是有幸被爱迪生发明出来，也没有成功商业化。而颜竞却想做这个行业的挑战者。在他眼里，市面上的大多数电池都是“古老电池”2009年，他开始一项安全电池技术的新研究，初步确定以水溶液作为电解液的技术方向，并提出一个新理论模型——这就是精研水系电池最早的理论基础。后来，该模型也成为国内外多个水系电池研究机构的理论基础。水系电池更安全，可以确保原理级的安全，理论上没有起火可能；还可以高倍率连续充放电... ...这些指标，都大幅超越市面已有的“老电池”。2013年，颜竞创立精研新能源（www.jingyanbattery.com），一干就是10年。10年研发路漫漫，同时穿越3年疫情。2021年，精研新能源在宁波开建第一条水系电池试产线。2023年，精研开始建造首座兆瓦时级储能电站，将水系电池成功推向商业化。2017年、2020年，精研分别完成天使、Pre-A轮融资，资方包含英诺天使、臻云创投、中哲集团，除此之外，精研还获得过南京市政府，安徽省江南产业集中区，宁德时代的资助。而在今天，颜竞欣然地向铅笔道透露：精研已经获得最新一轮融资，金额数千万元，由国家电力投资集团（简称国电投）领投。目前来看，精研是全球范围内极少有的拥有基础科学领域技术发明并成功商业化的新兴电池力量。颜竞和他的团队就像武侠小说中的剑客那样，经过“三年铸剑、三年磨剑、三年养剑”后挥出突破一剑，成为了一家水系电池研发和制造的领先玩家。
安全电池背后，是中美前沿技术角力
一头“扎进”水系电池领域之前，颜竞在某新能源汽车头部企业从事锂离子电池及相关材料的研发工作。
彼时，大型锂离子电池在安全性上存在着不少隐患，电动汽车起火事故屡见报端。有感于此，颜竞萌生了一个想法——做一种更安全的电池，这也是他后来创立精研新能源的初衷。
做了大量调研后，颜竞确定了水系电池作为他的研究方向。相比锂离子电池，以水溶液做电解液的水系电池更加稳定、安全。对此颜竞介绍到：“水是不能被点燃的，所以水溶液作为电池的电解液，在理论上就可以保证电池近乎于绝对的安全。”得益于之前工作中的积累，颜竞很快完成了一种水系电池的机理设计。但在制作出原型机后，颜竞发现，当时国内并没有适合他进行原创性质技术开发的机会。2010年，颜竞远走加拿大，以访问学者的身份到滑铁卢大学继续开展他的水系电池研究。随着研究逐渐从理论研究过渡到系统性研发，颜竞又遇困境：他发现，大学的环境无法像一个企业组织那样进行体系化研究项目。恰逢南京“321人才计划”向颜竞递来橄榄枝，表示可以为他的水系电池项目提供启动资金和场地等帮助，于是颜竞在2013年回国创业。与此同时，2012年前后的美国也出现了 Aquion Energy, Natron Energy等水系电池创业公司， 头顶美国顶级名校背景，比尔盖茨投资等光环，加入了水系电池赛道。
历经10年 新电池诞生
2013年，精研新能源成立，系统性的研发工作开始提上日程。届时国内绝大部分产业还停留在“外国技术国产化”阶段， 而水系电池并没有国外成功先例，想要在商业化层面实现这一科学领域的想法，还需要正向研发来解决大量的材料，设备和工艺等问题。
当时的水系电池技术状态，存在两大科学难题：一是正极集流体材质，普通的金属会存在电化学腐蚀，全世界的创业公司和院校同行们都不得不使用电导率很低的不锈钢类合金，因此大大制约了电池的大电流充放电能力。另一问题是没有低成本，高性能的负极材料。2013年前后，这两个问题都已经经过了包括滑铁卢大学在内的数十个顶级研究机构长期研发而得不到解决。对于一个资金，人力都非常薄弱的初创公司，要跨越这两座大山，难度不言而喻。2015年，才出现了第一个技术突破， 精研团队成功研发出了一种锌螯合物负极材料。这种无毒无害且制程温和的新材料，采用首创的材料结构实现了极高的电化学稳定性，还将成本做到了不足其他用于水系电池负极材料三分之一，这是精研第一个材料科学领域的发现。2017年精研迎来了首次天使投资，团队信心满满地开始进行结构放大和筹建中试线。投资方给的任务是，半年时间拿出工程样机，开启下一轮融资。时间非常紧迫，团队采用了一种简单的石墨集流体方案，按照投资方意愿在半年内开发成功了一款电池，并成功改造了一辆电动自行车，达到了跟铅酸电池一样的续航里程。但是，科学和工程的研发是没有捷径的。石墨材料的不可焊接性，以及极低的机械强度， 导致电池性能急速衰减，在电动自行车颠簸中很快就无法工作了。整个项目陷入停顿，团队信心降到了冰点。2018年，团队剩余的成员在安徽省江南产业集中区领导支持下，回到实验室阶段埋头解决正极集流体问题，经过一年多的研发和运气的眷顾，终于在2019年中发现了一种全新的热处理合金电化学钝化机理，并联合相关单位制造了一种低成本，高电导率的合金箔，彻底解决了桎梏水系电池的所有问题，这是精研第二个电化学科学领域的发现。2021年，精研完成A轮融资， 建造了第一条试产线。得益于精研多年在负极材料、集流体方面独步全球的技术积累，以及水系电池天生的热稳定性优势，产品具备极高的安全性， 几乎在任何情况都不会燃烧爆炸， 可以在零下30度连续充放电数月而没有任何衰减， 同时可以进行高倍率连续充放电， 这些指标都大幅超越现有的磷酸铁锂技术。对比大洋彼岸的美国同行， 精研的电池性能也具备成本，能量密度等方面压倒性领先优势。2023年，精研开始建造首座兆瓦时级储能电站，将水系电池成功推向商业化。“今年，我们已经拿下数个央国企兆瓦时级（电池容量单位）大型示范电站订单。”颜竞表示。“精研十年”，终于向储能领域挥出了突破天际的一剑。
开创性技术路线
做开创性技术路线研发想要跑出来，需要走一段相比同类企业更长的路。确定研发方向、进行理论研究、建立电化学体系、相关材料制造技术开发、设计并完善生产工艺、产品中试…………企业在每个阶段中都需要解决无数的问题，才能让一种新的电池从实验室走向真实应用场景。
如今，颜竞已经将十几年前的那个想法一步步化为现实，造出了那个“更安全的电池”，并具备了量产能力，站在了商业化的门口。就像武侠小说中的隐世高手那样，潜心修炼内功积年，再入江湖时已然神功大成。但与书中人物不同的是，挥初惊世一剑后，颜竞和精研新能源的征程或许才刚刚开始。作为一家电池创业企业，在量产、商业化落地应用、盈利等方面，还有很长的路要走。颜竞表示，通过技术和生产工艺的持续优化，精研水系电池的成本在两年内就可以做到磷酸铁锂电池的一半。应用场景方面，今年精研新能源将推广十个左右的示范电站，在高寒地区、高功率等各类场景下验证产品实力，积累经验形成成熟的落地模式，为下一步大规模复制夯实基础。谈到更远的未来，颜竞对精研新能源更是信心满满。他认为，精研新能源能有现阶段的成绩，说到底不是因为某种新材料、某个新技术，也不是产品与储能赛道之间的极佳相性，而是精研新能源对于技术研发的深刻理解。颜竞表示，与绝大多数技术从业人员和投资人理解不同， 企业掌握的技术并不是一个固定的概念，而是随着研发进程推进，持续改变的。就像围棋对弈中， 一个新棋子的落下， 可能彻底围杀一个技术路线，也可能救活一片濒临死亡的市场。目前公司有四个研发团队，分别专注于材料、电池制造技术、前沿电化学体系以及系统集成技术研发。“可以说，市场上没有任何一家体量相似的公司能够在研发速度和广度这件事上和精研一较高下，精研的企业基因就是追求本领域全球范围压倒性的技术优势。”颜竞这样说到。
精研所追求的，是基于科学发现的产品创新， 是全球范围内本领域压倒性的技术优势地位。“我致敬电池这个行业，致敬所有以各种形式参与电池研发制造的人们。”颜竞说。只有生态进步，才有企业与个人的进步。“精研会长期抱着开放心态，积极地与上下游合作，其中包括材料厂家，储能系统集成商甚至是水系电池本领域机构。”
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