意外：特斯拉收了Maxwell，火了中国这家公司
早在2019年5月，特斯拉正式完成了对Maxwell的收购。
虽然，近日马斯克发推说又要推迟“电池日”，但业内人士预测马斯克是要发布一款超高能新一代动力电池产品技术和商用车超容混动动力总成技术。
这也就是得益于收购Maxwell所持有的“干电极技术（DBE）”和“预锂化（Pre-Lithiation）”专利技术，以及他们已经具备一定市场化能力的“超级电容”产品。
预计特斯拉发布的新一代电池，就Model3来说，可以达到充电5分钟，续航350公里的水平（原来是40分钟可以充电80%）。
但这次马斯克进一步推迟了“电池日”，应该还和国家工信部在5月12日推出的三项电动汽车强制性安全标准有关。
其中，《电动汽车用动力蓄电池安全要求》中增加了电池系统热扩散试验，要求电池单体发生热失控后，电池系统在5分钟内不起火不爆炸，为成员预留安全逃生时间。
而业内人士都知道，很多新能源汽车厂商（包括特斯拉）使用的都是三元锂电池。而这类电池遇到针刺就会瞬间热失控而发生爆炸，于是业内人士解读，这个新规就是宣布了三元锂电池的末日。
业内人士透露，即便是特斯拉的新电池受到了新规的影响而推迟发布，但两项技术应用到其他电池上也依然可以达到使Model3充电5分钟，续航350公里的目标。
今天就让我带大家来解锁这两项神秘的黑科技吧——
01Maxwell到底是一家怎样的公司呢？
其实，Maxwell是1965年在美国圣地亚哥成立的一家小公司，1983年才在美国纳斯达克IPO上市（NASDOQ：MXWL）。
1996年更名为Maxwell Technology，目前公司主要从事超级电容器与干电池电极的研发和生产。
其估值在1998年达到了顶峰，但近几年一直处于历史的低谷。若不是特斯拉收购了这家公司，没准这波新冠疫情他们就得倒闭了，因为他们已经亏损好几年了。
这期间，Maxwell 曾两次被美国证券会（SEC）指控。
第一次是2011年， SEC 称该公司向某国官员行贿，Maxwell 以支付罚款而否认指控结案（典型的破财免灾啊！）。
而第二次是2018年，SEC又指控 Maxwell 及其前销售主管之一，以欺诈手段夸大收入，Maxwell支付 了330 万美元达成和解（看来这次是坐实了的）。
在特斯拉收购Maxwell之前，Maxwell公司就已经将超级电容应用到了风电、汽车、大巴、电网、工业制造和铁路等方面。
这里面我得先给大家科普一下超级电容，要不各位该看不懂了。
想必电容大家都知道，主要是旁路、去偶、滤波、储能。而旁路和去偶其实也是滤波作用，旁路是滤除输入信号的干扰波，去偶是滤除输入信号的干扰波。
也就是说，电容正是利用了其储能功能快充缓放，从而平抑了电压和电流。
而超级电容从本质上来说和传统的电容一样，都是功率部件，但超级电容大大放大了电容的快充快放和储能的能力，特别是快充快放的能力。
这使得超级电容比电池更强劲更安全地释放能力以满足大功率输出场景。比如跑车或者重卡的加速。
超级电容就有点像足球比赛中的前锋，要的就是它的“极限爆发”，而其他时候可以视而不见。
在汽车领域，到2018年止，全球已经有610万辆汽车使用其超级电容产品，尽管这个过程十分艰辛，起起伏伏，跌跌撞撞。
目前，厂商主要是将超级电容器作为峰值功率电源，为混合动力汽车中的电动悬架、电动助力转向、电涡轮增压和能量回收等功能提供动力。
从寿命和安全性的角度，超级电容器考虑应用于自动驾驶和ADAS的备用电源中，作为电池的替代或补充储能单元来使用。
总之，Maxwell这家44年的公司在被特斯拉看中之前，可以说实在是太普通了。
02特斯拉到底看中了Maxwell的啥呢？
当然，马斯克绝不是“傻子”，特斯拉其实一直都在为自己研发电池的野心做准备。
而马斯克看中的正是Maxwell独步全球的两项技术，就是前文提到的干电极和预锂化。
首先说说这个“干电极”技术。
干电极也可称为干法电极技术，顾名思义，“干法”一定对应的是“湿法”。
现在市场上制造电池电极的技术主要都是“湿法”，所以才显得这个“干法”的与众不同。
先说说什么叫湿法电极技术。
湿法电极技术是一种预先将粘结剂、活性物质、导电剂、分散剂与溶剂混合搅拌成浆料，再将浆料涂布到集流体上干燥以去除溶剂，最后辊压成电极的工艺技术。
说点大白话，湿法就需要有液体搅拌，然后涂抹，最后辊压的一种电极制作方法。而干法就是不需要做浆料，直接将电极材料进行辊压。
相比于湿法，Maxwell的干法电极技术有四大优点：
- 能量密度高：＞300 Wh/kg 已得到验证，具备 500 Wh/kg 的实现路径。300Wh/kg就可以达到续航800km能力，如果突破500Wh/kg就可以轻松续航1000公里了。
- 大幅延长电池寿命：改善耐久性，电池寿命翻倍。就比如现在特斯拉的Model3寿命可达160公里，但其电池使用寿命仅在48万到80万公里之间。而使用了干法电极技术，就可以使电池的寿命达到160万公里的水平，和汽车寿命相当了。
- 进一步降低成本：产能密度增加 16 倍，与现有技术的湿电极相比，成本降低 10%-20%。现在Model3上的电池成本是125美元/kwh，马斯克希望成本下降至100美元/kwh。
- 环保：无溶剂、下一代材料、无钴、固态。
如果考虑到特斯拉约 9.2 亿美元的可转换债务将在 3 月 1 日到期。
然后，Model S/X 降价 2000 美金，Model 3 累计降价 3100 美金，毛利率进一步压缩。
搞得马斯克不得不裁员 11% 开源节流等不利因素——
特斯拉在这样的背景下依然愿意斥资 2.18 亿美元收购 Maxwell，只能解释为 Maxwell 的技术工程化与特斯拉的市场端号召力形成了立竿见影的匹配。
这也是特斯拉已经对大量的电池样品进行了测试，并持续跟踪着数百个前沿电池研究项目之后的情有独钟。
这样，大家就可以明白这个干法电极技术到底有多牛了吧！可以说是万千宠儿于一身啊！
其实，特斯拉收购Maxwell的一项重要技术理由可以归结为“原纤维化（Fibrilization）”。
那到底什么又是原纤维化呢？听着都晕，咱们还是举个例子吧。
假如，你在炎热的天气下，鞋底不小心黏到了一块口香糖，当你抬脚继续向前迈步时，拔脚的动作就会使黏到鞋底的口香糖“纤维化”，就是拉成丝了。
所有那些将鞋底连接到人行道上的粘性物质称为原纤维 (Fibrils）。
Maxwell的干电极工艺是通过将混入活跃的负极或正极材料颗粒的PTFE（Teflon）原纤维化，形成负极或正极材料的自支撑膜（self supporting film）来实现的。
还是有点绕，咱们再打个比方。
我们可以把Maxwell的这个工艺想象成一个装满高尔夫球和口香糖的大水箱，水箱底部有一个窄口的漏斗。
当高尔夫球因自身重量通过一个槽向漏斗移动时，高尔夫球也会带动口香糖向水箱底部运动。高尔夫球和口香糖之间因相互推动、滑动和滚动，偶尔会有一些口香糖会被挤压。
随着高尔夫球排着队穿过这个狭槽向底部的运动，高尔夫球会最终与口香糖的原纤维连在一起。
这就是对Maxwell工艺的大致描述。
而最关键的是Maxwell的工艺使电池的负极和正极不使用溶剂。
传统的锂电池制造使用有粘合剂材料的溶剂，NMP（N-Methyl-2-pyrrolidone）是其中一种常见溶剂。
将具有粘合剂的溶剂与负极或正极粉末混合后，把浆料涂在电极集电体上并干燥。溶剂有毒，必须小心回收，进行纯化和再利用。
而且还购买需要巨大、昂贵且复杂的电极涂覆机。
干法电极技术介绍的最后，咱们一起看看干法技术的原理图。
Maxwell的干法技术牛吧？其实Maxwell还有另一项更牛的技术叫“预锂化”。
其实，锂电池在首次充放电的时候，还有一个麻烦事，就是SEI效率损失。SEI英文全称是Solid Electrolyte Interphase，也就是大家常说的固体电解质界面膜。
锂离子电池在首次充放电时，就会形成这个叫SEI膜的东东，从而消耗锂，然后导致电池效率的损失。
锂离子电池在首次充放电时，电解液中少量极性非质子溶剂在得到部分电子后发生还原反应，与锂离子结合反应生成一种厚度约100-120nm的界面膜，这个膜就是SEI。
SEI通常形成于电极材料与电解液之间的固液相界面。这使得现在的三元锂电池的首次效率损失达10%-15%。
他大爷的，就用一次就损失这么多，太可怕了吧！
而这个预锂化技术是在制备负极材料过程中，将一定量的锂金属粉末与负极活性材料混合，直接制备得到含有一定锂元素的负极。
预锂化技术可以有效减少首次充放电过程中由于生成SEI膜带来的活性物质损失，提高电池效率。
使用这个预锂化技术，可以使锂电池的寿命在原来的基础上提高三到四倍。怪不得特斯拉这么坚定地拿下Maxwell。
03收购之后，马斯克要下什么棋？
我们知道，特斯拉现在使用的动力电池分别是由松下、LG和宁德时代供货的。
马斯克认为Maxwell的干电极技术将可能对电芯技术的发展带来巨大影响。
正是Maxwell的这个技术使得：
新电池的功率和能量密度性能提高。该项可以大幅提高电极的厚度，由于采用溶剂型方法涂布，电极厚度不宜太厚，但采用干电极技术，厚度可以成倍增加。Maxwell宣称，在2C放电条件下，一组包含干涂层电极的五个电池的容量保持率在90%以上。其电极能使当前演示单体电池的能量密度超过300 Wh/kg，并且它们能看到超过500 Wh/kg的实现路径。
寿命大幅延长。Maxwell声称，其电池技术在经过近1500充放电次循环后，仍可保持近90%的容量。
低成本。预计这也是马斯克收购Maxwell的最大出发点。Maxwell认为产能效率有望提升16倍。与现有溶剂涂布电极技术相比成本降低 10%-20%+。此项技术消除或基本上减少了电池制备过程中水和溶剂的使用，消除或基本上减少了杂质以及相关的干燥步骤和设备，提高电池比容量，降低生产成本。
何况，Maxwell还有一个宝贝，就是使用干法电极制作的“超级电容”产品（前文已经科普过）。
超级电容有望用于Semi truck、Cybertruck以及特斯拉储能业务部分。
特斯拉纯电动皮卡Cybertruck、即将投产的纯电动半挂Semi Truck等车型，对瞬时充放电的功率提出了更高的要求。
此外，特斯拉的PowerPack储能装置等产品，也对瞬时大功率充放电有着很高的要求，超级电容器功率大，有望使用在特斯拉的这几类产品中。
而且，干法制作的超级电容有强大的低温生存能力，零下60°C依然可以正常工作。
当然，特斯拉发布的电池新动向，必定持续影响整个新能源产业的走势。
但令人想不到的是，一家国内的小公司居然因特斯拉的这波节奏，意外走红了……
04天上真的可以“掉馅饼”
原本，在天津机场附近的力容新能源是一家创业仅三年的科技企业，其主要的产品正是超级电容器。
巧的是，这家企业的对标企业正是Maxwell，因为这家公司也持有“干法电极”和“预锂化”专利技术。
他们的董事长Linda Zhong博士曾经是Maxwell的首席技术官。
最早，力容在电力行业找到了超级电容的应用场景和市场。后来，又将应用场景扩展到了石油、军工、物流等领域。
但特斯拉对Maxwell的收购，让这家名不经传的小公司一下子成立资本争相追逐的对象，可靠人士透露，他们年初以光速完成了A轮融资。
前文我们提到，特斯拉对Maxwell的选择，“是特斯拉已经对大量的电池样品进行了测试，并持续跟踪着数百个前沿电池研究项目之后的情有独钟。”
这就意味着，这两项技术在电池市场中的地位绝对是最前沿的，也是大容量、低成本动力电池的最佳实现路径。
据内部人士透露，这家公司的超能快充电池新品的使用寿命是10000次循环，充电速度10C，也就是充满电只需要6分钟且温度不高于45°C，能量密度已经达到140Wh/kg，且还有巨大提升空间。
