立凯电能科技:两岸电动车产业明日之星

时间:2022-10-04 07:03:02

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立凯电能科技:两岸电动车产业明日之星

2014年9月2日上午,台湾立凯集团投资的立凯电动车(宁波)科技有限公司在浙江余姚投资建厂开工典礼正式举行。在余姚市副市长韩柏顺等领导的见证下,立凯电动车公司董事长张圣时宣布,将在浙江余姚投资兴建新能源电动车产业园,以多边合作方式,携手两岸新能源车上下游产业纽带,共创绿色交通运输美好未来。

磷酸铁锂电池行业的佼佼者

近年来,全球变暖、雾霾天气与环境污染对人类生存的威胁不断加大。大陆作为全球最大的新兴市场,为了对抗日益严峻的气候变化与污染问题、完善环境的可持续发展,国家相关部门和各地政府支持新能源车发展的政策密集出台,加大补贴力度,充电网络也日益健全,电动车市场有望迎来快速增长。台湾厂商抓住这个难得机会,积极布局大陆,两岸携手并进,共同打造新能源车产业。

立凯集团的核心企业立凯电能科技股份有限公司成立于2005年,公司创办人兼董事长张圣时原为台湾宝成集团旗下新特丽科技公司大中华区执行长和太平洋光电科技公司经理,他深感台湾代工厂的辛苦,因为岛内电子业的发展总卡在关键上游技术,销售渠道也都掌握在外商手上,台湾只能从中赚得3%的利润,很担心数年后代工会变成赔钱生意,压力相当沉重,因此心中种下朝高附加价值产品发展的种子。

张圣时与侄儿合作创办立凯电能公司,从当年与莺歌地区乡下朋友借窑烧结开始,研发锂电池材料。第二年在桃园市兴华路龟山工业区内设立第一条生产线,利用类似生产半导体晶圆的制程,首创纳米共结晶橄榄石技术,最终开发出全球能量密度最高的磷酸铁锂正极材料,同时慢慢提升产品合格率,最后达到96%。

立凯电能的主要技术团队,除了张圣时外,研发主管刘文仁与杨智伟早先分别在大同大学材料工程学系研究锂铁电池正极材料的博士班,曾经参加鸿运电子的锂铁材料开发计划,后来虽然没有成功,可是积累了相当多的经验。

2008年,该公司与台湾同步辐射研究中心合作,使用该中心的X光粉末绕射仪、穿透式电子显微镜和X光精细结构等设备,找出磷酸锂铁电池材料的特性,一步步研发出与美国A123公司同类产品相似的18650磷酸铁锂电池(也称锂铁电池)并正式投产。

所谓18650电池,是锂离子电池鼻祖――日本索尼公司当年为了节省成本而定下的一种标准锂电池型号规格,其中18表示直径为18毫米,65表示长度为65毫米,0表示为圆柱形电池。常见的18650电池分为锂离子电池和磷酸铁锂电池,后者电压为3.2伏,常见容量为2200至3600毫安时。

正极材料品质决定一颗电池80%的效能。立凯公司研制的磷酸锂铁电池材料,比表面高达50平方米/克,极片涂布面密度最大低于100克/平方米(单面),加工难度较大,但容量非常高,0.1C放电净粉容量140毫安时/克以上,倍率性能良好,适合于做大功率放电材料。

张圣时强调,近两年他们研究的材料配方,让电池的效能每年翻一倍。每当电池材料效能提升,意味每度储电成本大幅下降。而且立凯让锂铁电池电池芯循环寿命从业界的1000至2000次,提升到4000至6000次。这表示电池寿命从过去3到5年使用期,一跃进步到10年,总成本又可大幅下降。

事实上,正极材料的生产与晶圆很像,比的是纳米技术。目前立凯以200纳米制程技术生产,即在一个200纳米球里面要放固定比例的磷酸、铁、锂三个元素,外面再包一层碳,过程中公差只要高于0.1,比例及结构就不对,最终导致电池寿命下降。

欧美200纳米级的磷酸铁锂是采用磨压技术生产的,成本高且材料又浪费。立凯则是在纳米球外放置纳米级金属氧化物,抑制磷酸铁锂的增长。另外,过去磷酸铁锂令市场诟病的问题是导电性能不好,所以其他企业会在磷酸铁锂里面加入一些金属,加强导电效率,而立凯则是利用超半导体制程,将磷酸铁锂外面加入金属氧化物,达到更佳的导电性,因此他们的产品中碳含量很低,效能更好。

目前磷酸铁锂正极材料的理论值(没有任何损失)是170毫安时/克,业界通常在130~150毫安时/克,而立凯已达到155~160安时/克。采用他们生产的正极材料,可增加电池容量10%至20%。如此一来,立凯的售价虽高,但却能帮电池厂大大减少整体10%至20%的成本,对客户来说仍旧划算。

除了拥有8个国家及地区的4项世界级的磷酸铁锂专利布局磷酸铁锂电池正极材料自主专利,建构起阻挡竞争者进入障碍外,为了开拓国际市场,立凯公司还于2011年7月与LiFePO4+C Licensing AG签订专利授权,使该公司在全球专利布局更为完整。

目前该公司为专业磷酸铁锂正极材料的生产商,彻底改变了以往的工艺路线,采用喷雾法工艺,并了国际专利。其材料的加工性能比较理想,低倍率情况下克容量较高,材料价格每吨超过18万元人民币。采用立凯电能磷酸铁锂正极材料制造的电池主要应用于电动工具、不间断电源系统、遥控模型、机器人、医疗用品及电动车。以品质稳定、易操作等特性让电池芯客户利润提升。该公司也连续6年保持全球出货产值第一,市占率达25%以上的地位。2013年出货量达到1157吨,合并营收5.77亿元新台币,今年出货量将创新高,有望达到2000吨,成为全球产业的龙头。

2007年立凯电能在上海成立亚以士贸易公司,面向大陆厂商供应容量型磷酸铁锂正极材料,目前已取得多家客户。不过,由于需支付专利费用,导致该公司产品每吨售价高于大陆厂普通产品近1倍。

此外,立凯电能还与台湾各大专院校进行产学合作,研发高电压材料,为下一阶段生产高功率高容量电池材料奠定基石。

研发下一代换电式电动公交车

美国特斯拉电动车颠覆了百年传统汽车工业,创造出独特的利基市场与商业模式,也激发了立凯电能公司自主研发电动车的想法。因为台湾城市街道普遍车多拥挤,居民多依赖大众运输工具,张圣时因此希望从研发生产下一代电动公交车做起。

“特斯拉制造的是富人的电动车,我们以研发电动公交车为主,打造的是平民电动车,这对环保与绿能的贡献可能超过特斯拉。”立凯电能董事长张圣时语带诙谐地表示。

电动公交车最常遇到的问题是电池容量能撑多久?张圣时要一次性解决困扰电动公交车推广的关键问题,经过分析,认为市区公交车具有固定路线、固定行驶距离、必定每天发车、限速40公里等优点,发展电动公交车最具经济效益的起点应该是从可更换电池系统开始。

2009年,该公司研发出一种电动公交车用512伏电池箱并联系统;2010年,与欧洲西门子公司开展技术合作,成功引进西门子的电机控制技术。

为求快速发展,张圣时决定成立立凯绿能移动公司,把生产电动公交车所需的各种零部件,包括上游的电池材料、电池芯设计、电池模组制造,并结合德国西门子制造捷运(轻轨)列车的马达技术,直到电动公交车的车体设计组装,以及更换电池充电站的整合,全都一手包办。

由于岛内电池充换电基础建设仍未普及,立凯公司还要负责设计规划并建立换电站,满足业者行驶上路的需求。现阶段在台湾为示范运行,立凯公司仅出售电动公交车车体,而换电站与电池则属于立凯公司拥有,向公交车业者收取使用费,未来将出售换电站与电池给第三方经营。

从2012年1月起,立凯公司与桃园县政府合作,提供免费电动公交车接驳车行驶于县府大楼和桃园火车站之间;2012年8月再提供中坜黄线免费市公交车;2012年10月在繁忙的台北上路,通过免费服务来累积测试里程。

目前立凯所设计的电动公交车已经有40多辆,分别在台北、桃园,新竹世博园区、金门等地实际运转上路,每公里行驶成本约25元新台币,只比传统柴油公交车的19元稍贵。目前累积运行已达到160万公里,服务人数突破100万。

张圣时强调,过去电动公交车用充电的模式,每辆公交车必须搭载跑完一天运程的电池容量,而且公交车充电,可能集中在晚上不运行的时间,一个场站百辆公交车一起充电,电力公司根本无法负荷,而且充满电池至少花费4小时以上;如果用换电池公交车,只要停靠换电站,以慢充快换方式,6分钟可立即上路,也让公交车电池能随时充电、保养。

根据台湾车辆测试检验中心报告显示,立凯电公交车每换一次电,可行驶约92公里,全无废气排放,换算每辆电动公交车每年可减少约5万升柴油消耗量;电动公交车上同时建立资讯载入系统,将公交车运行上所有监测数字回报智慧型换电站,作为汇整分析检讨;目前虽是示范运行,仍严格要求品质,让每年车辆保持一定的行驶里程距离。

公司股票挂牌上柜

研发生产电动车和锂电池是项前瞻产业,非常“烧钱”。立凯集团是一家资本额只有12.79亿元新台币的小企业,成立7年来从没有赚过一毛钱,累计亏损已达10亿元,必须获得外援才能坚持下去。2013年12月,该公司股票首次在台湾挂牌上柜(指已公开发行但未上市,仅限于在台湾柜台卖买中心进行交易的股票),立即得到润泰集团总裁尹衍梁、华孚集团创办人王天来、宏集团创办人邰中和,以及华威创投基金、KPCB创司、德意志银行等重量级法人的支持,6亿元的现金增持一天之内全部到位。

最近,台湾“交通部”与“环保署”正在推行10年200亿元新台币淘汰6200辆柴油公交车的计划,“行政院长”江宜桦甚至喊出“10年1万辆电动巴士”的豪言壮语。在大陆,政府最新一波28个新能源车示范城市中,已经有12个城市开始采用换电式电动公交车。立凯已经行动起来,自2012年开始耕耘大陆市场,锁定人口低于150万的城市,以自身技术委托大陆当地车厂制造,共同分享这一商机。

2014年3月,立凯公司与黑龙江龙华汽车公司签订合作框架协议,双方共同生产和销售6米至12米纯电动公交车2000辆。8月份,该公司又宣布与大陆江西南昌市百路佳客车公司签订700辆电动公交车的订单,及浙江余姚市签订200辆电动公交车的合作协议。

今年9月1日,立凯又与日本索尼公司签署电动车锂电池合作生产备忘录,未来将由立凯公司主导,在台湾建立符合日本技术等级的锂电池芯与电池模组厂,并由索尼提供部分制程及相关必要的技术服务支持,强化电动公交车核心技术能量及加速未来市场布局,可望在台建立全球最先进的动力锂电池生产基地,并进军全球电动车及智能电网市场。

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