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博容能源,用镁电池搅动应急电源江湖

2021年05月10日 18:34 阅读:2,628

在应急发电领域,现有的解决方案很多,并且随着功率需求的不同,大小尺寸的不同,电池的具体种类也有着极大差异。长期以来,国外的镁储备型电池技术虽然在小尺寸的应急电源市场较早就实现商业化,但还存在不足。博容能源通过自有技术研发,创新镁电池的发电机制,攻克了镁储备型电池在激活时间、发电功率、发电时长、放电稳定性、激活需水量等方面的难题。

■本刊记者/蒋忻

2012年,一位曾志愿前往地震灾区救援的朋友向焦践铭谈及,在震后与死神争分夺秒的救援过程中,最缺的东西就是照明用具。“说者无心,听者有意”。焦践铭表示:“缘分就在拐角处,刚好那段时间前后我了解到镁电池这项技术,但当时还只是一个很初步的技术原型,至少能看到很微弱的发电。”他敏锐地意识到,这项技术未来会在应急照明以及发电领域大有前途。

其实早在2008年雪灾和汶川大地震后,移动电源已经成为各地电网、通信等行业基础设施建设的配套应急装备。从应急电源的专业划分层面来看,其包含储能型电池和储备型电池,只是,长期以来,受限于技术研发以及产业化,应急电源常常使用储能型电源作为补充。但正如储备型电池在储能型电池应用领域会出现“不适”,储能型电池在前者擅长的领域也会有自身的一些弊端。

直到2013年芦山大地震,中科院大连化学物理研究所研制的一款配套储备型电池的电源才改写了我国应急救援照明的历史。这款应急电源由镁空气储备电池驱动,在当时地震后电力、通信都断绝的情形下,大显身手,深受军民喜爱。而且,从国际市场来看,日本古河电池于2014年在“第五届国际充电电池展”也展出了一款应急镁空气电池,电池容量为300Wh,注水前的重量约为1.6kg,最多可为智能手机充电30次。这些市场信号让焦践铭更加坚定了钻研的决心。但这场押注,对他个人而言,是人生的一次重大跨界。

彼时的他,早已在银行、外汇等金融领域成就颇丰。1996年,焦践铭开始在国资银行工作;2003-2012年,他被聘请到一家世界500强的国际知名外资银行,并在该公司历任中国资本市场部董事、中国区销售业务总监。“中国第一笔人民币/美金远期外汇交易,是我们银行我的团队和工商银行合作的,500万美金的远期合约,我们是报价方,虽然金额不大,但意义非凡。”焦践铭表示,“几个重要的项目成功落地之后,顺理成章地获得相应的提职加薪,我当时也是这家外资银行董事中最年轻提到这个级别的。”

对于他的选择,金融圈的朋友们都纷纷不解,认为“不值得”。而且在多年的银行工作资历之后,焦践铭的选择有很多,比如他可以从外资银行离职后进入到投资、产业基金等领域。为什么最终还是选择了扎根实业呢?“其实我有无数个节点可以说不做,但是割舍不下,因为我看好这个领域,我越做越觉得有信心,才逐步这么去转过来的。”焦践铭表示。

起初,焦践铭并没有全身心地投入在这项技术研发中,直到2015〜2016年,量变到质变,研发有了重大进展,才开始着手专利申请。2018年6月29日,焦践铭发明的“镁电池及包含该镁电池的发电装置”获得国家知识产权局发明专利授权。同年,他创办的深圳市博容能源有限公司(简称“博容能源”)成立。这是一家以高能量应急储备型镁电池及发电装置技术为核心,致力于研发、生产、销售高科技储备型应急发电装置,并且在多领域、全天候提供应急能源解决方案的创新型科技企业。

命运的轮盘从博容能源的诞生而改变了。焦践铭的身份由金融行业精英转变为实业公司的董事长,他全身心投入到镁储备型电池的产品研发和市场化事业中。经过两年多的研发,博容能源的镁储备型电池应急电源产品上市,获得应急管理部门、消防部门、专业电源上市公司、业内镁电池专家等一众圈内人的认可。

厘清概念

在应急电源配套的电池家族里,为普通消费者所熟知的有锌锰电池、铅酸电池、锂电池,经过历史的发展与技术更迭,目前市场上,很多电源都以锂电池为主,市场占率达到80%。但其实,这个家族的成员非常庞大,还有很多家族成员因为成本、特性等种种原因只能在特定场景中被使用,镁电池就属于其中一种。

从应急电源现状来看,其配套电池主要以锂电池、铅酸电池等储能型电池为主。焦践铭做了形象的比喻:“储能型电池在日常生活中被广泛应用,相当于我们日常吃的面包、饼干、粮食、馒头。”小到穿戴式电子产品,大到电动汽车、储能电站,锂电池的触角四通八达。也正是因此,在很多应急电源的产品中,厂家也配套的是这类储能型电池。尽管拥有高能量比带来长续航等优势,但在焦践铭看来,“这是因为市场上没有更好的选择。”他承认,锂电池等储能型电池在日常电子产品上的应用优势,但在应急电源市场,其不足也很明显。储能型电池顾名思义,其原理在于将电网中的电能储藏起来,在短时间内,等用户需要的时候再放电使用,形象地理解就是一枚适用的充电宝。但应急电源的使用条件并不会发生在频繁的场景中,“应急”的特性代表着意外、紧急、无准备、无预料。

焦践铭阐述了储备型电池与储能型电池在这种“应急”环境的不同。“储备型电池更像战备状态中的压缩饼干。”焦践铭表示,普通饼干或面包等食品保质期不够长,这与储能型电池用作应急电源能量一样,会发生老化,储电量衰减,需要定期有人维护或更换。但储备型电池最大的特性在于,在不发生反应的前提下,它能够长达10年能量不衰减,并且它不必充电,平时也不需要特意维护。需要时,使用者通过加水或者盐水电解液等外界物质,即可经化学反应激活,就将能量转化为电能输出。总的来说,焦践铭认为,相比锂电池,镁储备型电池更适合应急电源的使用场景。

而且,镁储备型电池是目前从技术研发到实现市场化应用最经济可行的金属类电池选择。2014年,《日本经济新闻》就曾报道,日产汽车、尼康等知名公司联合研究所、高校在推进镁空气电池的研究。在国内,军事、通信、海航等应急救援领域,类似芦山大地震中出现的镁储备型电池充电器已经被应用。但这些大型应急救援场景中的镁储备型电池,尺寸规格都偏大,要实现商业化主要瓶颈在于适配的正极材料和电解液有不少技术攻关的地方。而焦践铭更看好镁储备型电池在个人手持大小尺寸的应急电源中的前景。因为随着应急需求场景逐渐丰富,比如居家应急、野外工作、户外旅行等,在这个细分市场中,镁储备型电池的商业化是可行的,广阔的。

到2018年博容能源成立之时,在小尺寸的应急电源市场,尤其是以储备型镁空气电池为能量源的产品已经有不少企业推出。焦践铭介绍,博容能源对标的国内同类型产品发电溶液仅限盐水,而且需水量常规在300ml,最少的也需要220ml。这意味着,每次激活差不多需要一瓶330ml常规小瓶装的矿泉水。在应急救援的危难场景中,水是救命的重要物资。从这个层面而言,对普通人来说,这并不是最好的应急电源选择。博容能源的镁储备型电池应急电源在发电溶液和需水量方面优势突出,比如其生产的其中一款应急灯,可长期保存十年不亏电,加入常规矿泉水一瓶盖(约7ml)的水量,应急灯即可高亮度照明48小时,后续加水反复使用,累计高亮不间断照明时间可达168小时。这在大规模、长时间断电情况下,可以有效保障民众的照明需求。

为了测试博容能源产品与市面产品的差异性和竞争力,焦践铭特意从日本采购了本土生产而非其他国家代工的同类产品进行实物对比,结果显示,博容能源的产品在激活时间、功率、时长、放电稳定性上均达到或超过对手。“我们全部都是至少持平或者超过他们。然后在同一个封闭的黑暗的屋子里面,实际照明效果也有很大的差异。”焦践铭自豪地说道。

实际模拟场景实验中,在重量公差±2克的情况下,日本同类产品的照明效果“比较弱,只能照前面一个圆”,也就是说辐射范围偏小。博容能源的应急电源特意安装了漫射性灯珠,强光能够辐射整个密闭空间,而这个直观的视觉反应,恰恰就说明了“我们产品的放电功率已经超越日本同类产品了,这些在后续专业仪器测试环节也再次得到了认证”。这也让焦践铭对公司和团队、对自己的产品更加有自信。

此外,博容能源的镁电池还具备适应超低温-40℃及4000米高原的恶劣环境;不自燃,不爆炸,不含聚合物,不含重金属,不含有毒有害物质,安全、绿色、环保等优势。正是基于这些产品优势,博容能源目前已经与全球前十大超级电容生产厂家之一的万裕国际等上市公司分别签署了产品或市场合作开发协议。北京、中国香港、广东、四川、海南等各地的运营中心也迈入规划进程。

技术护城河

那么,为何竞争优势如此凸显的镁储备型电池长期以来一直蒙尘,未获得市场的大力认可呢?

需求方面,这款电池虽然各种特性都极度符合应急救援场景,但也决定它并不属于快消品,并且国内家庭应急救援教育起步比较慢,导致整个市场还需要孵化成长,比如C端消费者对家庭应急包的储备需求并不高,而市面上大多应急包中的应急电源也常常以蜡烛、手摇发电、常规手电筒或储能型电池照明用具代替。另外,这款电池属于应急一次性发电产品,这个特性在日常生活中也并不适用。

供给方面,镁储备型电池有遇水激活的特性,但要生产出一款体积、重量、需水量、水体要求、放电稳定性、累计发电时间长等种种要素,趋于满足任何一个普通人即可应急便捷使用的需求,其中还是需要攻克不少技术难题。而这,恰恰是今天博容能源技术专利的壁垒所在。

这样的现状也导致博容电源要从C端消费者中普及推广镁储备型电池任重道远,因此,结合整个应急电源的现实需求,海船、海岛、邮轮、游艇等海事相关领域,以及森林消防、民政灾备、军方单兵分布式电源、景区生命定位仪、应急医疗设备供电等TOB、TOG领域才是其当下发力的重点市场。

焦践铭表示,博容能源的应急电源目前产品性能可以达到如今的效果,核心在于自有技术研发优势和产品整体设计,主要体现在镁储备型电池内部的结构设计和材料工程配方上。

博容镁储备型电池与锂电池的工作原理不同,镁储备型电池(镁电池)的内部结构更偏向固态电池,金属镁合金、吸水层和电介质层通过叠层结构组装,叠层结构中不含电解液。博容发明专利所做的技术是通过叠层结构,使镁电池体积更小、重量更轻,方便携带。此外,镁电池工作时所需要的的电解质被预先封装在电介质层里面,使用时,仅需少量的水即可激活电池,操作简单,使用便捷。其技术上的竞争优势在于:一、博容镁储备型电池的激活时间短,遇水后2秒内即可激活,并且对发电液体不挑剔,含水液体即可。二、通过博容镁储备型电池内部材料的独特设计,使镁电池能够长时间持续稳定放电;三、博容镁储备型电池内部叠层结构可以具有多种不同的有机组合,能够制备出不同输出电压、电流的电源,即针对不同的用电器,定向制作应急电源。

焦践铭也坦言道,“在那段时间里,我很大的感受就是孤独和寂寞,因为做实业这个事,做基础材料研究,并不讨喜,也不讨巧,也很少有人可以理解,尤其我在金融行业的朋友都不太理解。我当时想得也比较简单,觉得救人命的事就一定是好事,我先做,到最后很多东西就都值了。”他也感慨,公司未来会有科创板上市的计划,因为他相信未来有充足的资金做好基础研发生产和市场布局后,博容的未来一定能够成长得更好更快,“长风破浪会有时,直挂云帆济沧海”。

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