紅藍(lán)配：特斯拉收購(gòu)Maxwell

農(nóng)歷大年初一那天，因?yàn)楸惶厮估?2.18 億美元溢價(jià) 55% 收購(gòu)，儲(chǔ)能產(chǎn)品企業(yè)Maxwell蹭了一波流量。

時(shí)光倒流幾年，在中國(guó)的節(jié)能與新能源汽車界，特斯拉還不算很有名，而Maxwell，則已經(jīng)在中國(guó)日進(jìn)斗金，大發(fā)其財(cái)。

當(dāng)時(shí)，超級(jí)電容器是中國(guó)大力推廣的混合動(dòng)力客車的主要部件。Maxwell產(chǎn)品占據(jù)多數(shù)市場(chǎng)份額，不下于如今寧德時(shí)代在動(dòng)力電池的市場(chǎng)地位。

一代新人換舊人。在中國(guó)建廠之際，特斯拉將Maxwell收入麾下，繼續(xù)交通工具電動(dòng)化的征途。我們追尋一下Maxwell的中國(guó)往事，再看看新紅人特斯拉和這個(gè)過氣明星，能碰撞出怎樣的前景。

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中國(guó)往事：

曾經(jīng)的王者

Maxwell起家是做政府生意的。

1965年，Maxwell的幾位創(chuàng)始人，在美國(guó)加州圣迭戈創(chuàng)立Maxwell實(shí)驗(yàn)室，為美國(guó)軍方和其他政府機(jī)構(gòu)服務(wù)。服務(wù)內(nèi)容都是黑科技，比如先進(jìn)物理、脈沖功率、空間效應(yīng)分析等等。

20世紀(jì)90年代初，Maxwell實(shí)驗(yàn)室開始將技術(shù)和產(chǎn)品商業(yè)化。1996年，Maxwell實(shí)驗(yàn)室更名為Maxwell技術(shù)公司，主要產(chǎn)銷能源儲(chǔ)存和電力輸送產(chǎn)品。他們的超級(jí)電容器應(yīng)用于交通運(yùn)輸、汽車、信息技術(shù)、可再生能源和工業(yè)電子等行業(yè)。

Maxwell很早就到中國(guó)淘金。2007年，Maxwell在中國(guó)深圳建立了第一家合約制造商。目前，Maxwell中國(guó)總部設(shè)于上海浦東，分為超級(jí)電容器和高壓電容器兩個(gè)產(chǎn)品部門，并在天津和深圳分別設(shè)有合約制造商。

Maxwell的好日子，伴隨中國(guó)開始發(fā)展節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)開始。

金龍混合動(dòng)力客車

2009年，中國(guó)發(fā)起“十城千輛”示范工程，在全國(guó)25個(gè)城市推廣節(jié)能與新能源汽車。在那個(gè)階段，混合動(dòng)力客車是主力車型，并非今天的純電動(dòng)或者插電混合動(dòng)力汽車。

當(dāng)時(shí)的《節(jié)能與新能源汽車示范推廣財(cái)政補(bǔ)助資金管理暫行辦法》規(guī)定，對(duì)10米以上的混動(dòng)客車每輛補(bǔ)貼20萬-42萬元。

在補(bǔ)貼政策刺激下，混合動(dòng)力客車從零開始大發(fā)展。據(jù)《2012中國(guó)新能源大客車消費(fèi)報(bào)告》顯示，在3年的示范運(yùn)行中，25個(gè)示范城市共推廣節(jié)能與新能源公交車超過1萬輛，其中85%是混合動(dòng)力客車。

混動(dòng)客車的表現(xiàn)，政商兩屆都頗為滿意。2012年9月，工信部等四部委發(fā)布通知，將混合動(dòng)力公交客車推廣擴(kuò)大到全國(guó)。這一文件原計(jì)劃推廣3000-5000輛混動(dòng)客車，額度用完就結(jié)束。結(jié)果，全國(guó)車企一哄而上，只用了5個(gè)月，就超出了推廣額度。

2013年當(dāng)年，全國(guó)共銷售新能源客車9000輛，其中混合動(dòng)力客車占比超過80%。

當(dāng)時(shí)的混合動(dòng)力客車，一般采用油電或氣電混合系統(tǒng)。電儲(chǔ)能部分，有鎳氫電池、鋰離子電池和超級(jí)電容器三種選擇。

超級(jí)電容器混動(dòng)客車，是最受歡迎的一種，市場(chǎng)份額在七成左右。

超級(jí)電容和電池不一樣，它存儲(chǔ)物理電荷，而不是像電池那樣的化學(xué)反應(yīng)，因此超級(jí)電容有幾乎無限的循環(huán)壽命。更厲害的是，它充電速度極快，充電10秒～10分鐘可達(dá)到其額定容量的95%以上，也就是功率密度高，可達(dá)300W/KG~5000W/KG，相當(dāng)于電池的5~10倍。

如果做個(gè)比喻，如果把放電類比成蓄水池放水，電池放電就是緩慢排水，而電容放電就如同開閘放水，充電也是如此。 

Maxwell的超級(jí)電容

將超級(jí)電容用于客車的制動(dòng)回收系統(tǒng)上，可以很好地回收動(dòng)能，在瞬間將剎車產(chǎn)生的動(dòng)能回收起來，用于驅(qū)動(dòng)車輛，因此節(jié)能效果不錯(cuò)。

當(dāng)時(shí)的鎳氫電池、鋰離子電池，應(yīng)用于驅(qū)動(dòng)汽車的還少，功率密度和穩(wěn)定性都差得多。超級(jí)電容的特點(diǎn)，適合行駛狀況復(fù)雜的城市公交車使用，因此得到主機(jī)廠和供應(yīng)商的青睞。

蘇州綠控副總經(jīng)理洪思明見證了中國(guó)混動(dòng)客車和純電動(dòng)客車的興起。他回憶說，當(dāng)年Maxwell 的超級(jí)電容極其搶手，“當(dāng)時(shí)Maxwell 火到什么程度？要現(xiàn)金才能提貨?！?/strong>

價(jià)格也是相當(dāng)貴。“剛開始一個(gè)模塊賣到1000美金，那個(gè)時(shí)候1美元還兌7人民幣。一個(gè)車上裝16個(gè)模塊。一個(gè)混動(dòng)系統(tǒng)一大半的成本都在超級(jí)電容上。”洪思明說，一直到2013年、2014年，才降到500美元一個(gè)模塊。

從Maxwell歷年年報(bào)的收入來源統(tǒng)計(jì)也可以看到，中國(guó)混動(dòng)客車市場(chǎng)的崛起，為Maxwell貢獻(xiàn)了多少收入。在2007年，Maxwell在中國(guó)的收入還是百萬美元級(jí)。從十城千輛推廣混動(dòng)客車開始，Maxwell在華收入激增，到2013年的混動(dòng)客車推廣高峰時(shí)達(dá)到頂點(diǎn)。當(dāng)時(shí)有報(bào)道稱，Maxwell超級(jí)電容器占中國(guó)混動(dòng)客車70%-80%的市場(chǎng)份額。

資料來源：Maxwell歷年年報(bào)

不過，“十城千輛”之后，中國(guó)推廣節(jié)能與新能源汽車的技術(shù)路線轉(zhuǎn)向“純電驅(qū)動(dòng)”。2013年9月，四部委發(fā)布《關(guān)于繼續(xù)開展新能源汽車推廣應(yīng)用工作的通知》，純電動(dòng)、插電式混合動(dòng)力(含增程式)、燃料電池汽車這三種技術(shù)被列入新能源汽車補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)?；旌蟿?dòng)力公交車實(shí)質(zhì)上退出新能源汽車的補(bǔ)貼行列。

當(dāng)時(shí)，多位專家和企業(yè)高層表示，混合動(dòng)力客車已經(jīng)能夠承擔(dān)起日常公交運(yùn)營(yíng)任務(wù)，應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持推廣。但是，歷史選擇了插混和純電。

在2013-2015年，無論是插電混動(dòng)客車，還是純電動(dòng)客車，Maxwell的超級(jí)電容仍能用于回收能量。但是，此后新能源汽車推廣越發(fā)鼓勵(lì)純電動(dòng)，并提出純電續(xù)航里程要求。到了2016年底，新能源客車補(bǔ)貼政策改為按動(dòng)力電池裝載量來補(bǔ)貼。

這些政策修訂，讓超級(jí)電容能量密度低的短處暴露無遺。洪思明介紹說，雖然包括宇通等車企在插混成為潮流之后還做了“超級(jí)電容+電池”的方案，但量也不大?，F(xiàn)在，就已經(jīng)沒有新能源客車車企再用超級(jí)電容了。

洪思明認(rèn)為，原因有多方面。但是，“現(xiàn)在鋰電池功率密度、循環(huán)壽命也能滿足需求。”相比之下，超級(jí)電容密度低，價(jià)格高，在這一技術(shù)路線下失去了競(jìng)爭(zhēng)力。

從Maxwell年報(bào)披露在華收入數(shù)據(jù)也可以看出，2015年以后，Maxwell收入已經(jīng)大滑坡。

政策給Maxwell創(chuàng)造的好日子，就這樣隨風(fēng)消散。

2

特斯拉前景：

高比能電池

時(shí)光飛逝。當(dāng)我們?cè)俾牭組axwell時(shí)，是它被特斯拉收購(gòu)的消息。

特斯拉為什么要買Maxwell？

特斯拉的老板埃隆·馬斯克曾對(duì)超級(jí)電容器表示過濃厚的興趣。他自稱是超級(jí)電容的大粉絲。作為儲(chǔ)能產(chǎn)品，特斯拉會(huì)用超級(jí)電容來做動(dòng)力儲(chǔ)能設(shè)備嗎？

馬斯克Twitter發(fā)文稱是超級(jí)電容粉絲

如前所述，在充放電的速率上，毋庸置疑，超級(jí)電容器比電池的有巨大的優(yōu)勢(shì)。所以如果將超級(jí)電容器用于汽車制動(dòng)時(shí)的余能回收和轉(zhuǎn)化，是個(gè)不錯(cuò)的應(yīng)用場(chǎng)景。之前在中國(guó)Maxwell主要用于混動(dòng)客車制動(dòng)回收。但是，Maxwell也將其推向了乘用車市場(chǎng)。

吉利汽車就是Maxwell的客戶之一。從能量?jī)?chǔ)存的角度看，相比電池，超級(jí)電容器雖然充放電快，但儲(chǔ)電能力則小得多。所以單獨(dú)使用超級(jí)電容器，作為新能源汽車的動(dòng)力，目前看似乎不太可行。

當(dāng)然，如果將超級(jí)電容器和電池配合使用，可能可以獲得一些相互彌補(bǔ)的技術(shù)效果。Maxwell提出的電容電池混合應(yīng)用，主要目的是解決汽車發(fā)動(dòng)過程中反復(fù)啟動(dòng)及特殊溫度（如低溫）啟動(dòng)時(shí)，電池的循環(huán)壽命降低的問題。

如果并不能單獨(dú)作為汽車動(dòng)力，那么超級(jí)電容器可能不是特斯拉花重金想購(gòu)買的技術(shù)。

馬斯克感興趣的是什么？答案和可能是干電極技術(shù)。

干電極技術(shù)專利的申請(qǐng)，是Maxwell在2004年完成的。也是這家公司在制造超級(jí)電容器的核心技術(shù)。現(xiàn)在，Maxwell將這項(xiàng)技術(shù)改良后應(yīng)用于電池上。也許這就是馬斯克及他的團(tuán)隊(duì)感興趣之處。

什么是干電極技術(shù)技術(shù)，我試著解釋一下：

在鋰離子電池制造的過程中，有一步重要工藝：制備“電極膜”（即電極）。在制備過程中，有濕電極技術(shù)和干電極技術(shù)之分。

前者，是將電極中的化學(xué)物質(zhì)、粘結(jié)劑、添加劑與溶劑混合制成料漿。再將料漿涂覆到導(dǎo)電的金屬上，比如銅或者鋁。然后再通過干燥裝置，將溶劑蒸發(fā)掉，得到電極。而Maxwell所開發(fā)的干電極技術(shù)，則是用粘結(jié)劑和導(dǎo)電劑代替溶劑。比如用聚四氟乙烯(PTFE)粘結(jié)劑和電極活性材料組合，以壓延方式制成電極。簡(jiǎn)而言之，所謂干電極技術(shù)，就是將電極材料直接“粘”在導(dǎo)電金屬上的技術(shù)。

再進(jìn)一步說，干電極技術(shù)可以分成三個(gè)步驟：

以上過程都是在無溶劑的條件下完成的。根據(jù)Maxwell的公告，它已經(jīng)成功地將干電極技術(shù)應(yīng)用于硅負(fù)極和鈦酸鋰等材料，以及NCM、NCA、磷酸鐵鋰、硫等正極材料上，并可以制作成可以控制厚度的連續(xù)電極膜。

NCM干電極（左）與石墨干電極（右）

干電極技術(shù)，比濕電極技術(shù)有什么優(yōu)勢(shì)？

首先，“傳統(tǒng)”的濕電極技術(shù)中使用的干燥過程，是個(gè)即耗時(shí)又高成本的工藝。將該工藝省去，Maxwell聲稱可以將成本降低20%。同時(shí)在干燥設(shè)備投入，廠房占地面積上，也會(huì)獲得收益。

第二，利用干電極技術(shù)可以把電極做的更“厚”。這意味著電極材料可以用的更多，其儲(chǔ)存的能量也就越多。Maxwell聲稱，干電極技術(shù)可以將電池容量提高到300Wh/kg，比目前最好的動(dòng)力電池高出20%。而未來有望達(dá)到500Wh/kg。

Maxwell宣稱可以做到300wh/kg，并通向500wh/kg

第三，干電極技術(shù)制備的微觀涂層非常獨(dú)特，可以有效的提高電極的電導(dǎo)率。因此，相同容量下，干電極技術(shù)比傳統(tǒng)濕電極技術(shù)可以獲得更大的放電功率。也可以反向理解為，相同的放電倍率下，使用干電極技術(shù)的電池可以獲得更到可用容量，而且倍率越高，效果越顯著。

干濕電極技術(shù)放電倍率性能對(duì)比

（NCM111/石墨，充放電截至電位4.2V&2.8V）

特斯拉收購(gòu)Maxwell，是為了向固態(tài)電池進(jìn)軍。

固態(tài)電池技術(shù)，被看作未來解決新能源汽車動(dòng)力問題的核心技術(shù)之一。而利用干電極技術(shù)，可以簡(jiǎn)化未來特斯拉未來在固態(tài)電池開發(fā)環(huán)節(jié)。也許無鈷配方的固態(tài)電池，才是馬斯克的野心所在。

但是值得注意的是，干電極技術(shù)，并不等于固態(tài)電池技術(shù)。它只是電極與集流體之間的連接技術(shù)，并優(yōu)化了對(duì)電極結(jié)構(gòu)的控制。

不過，特斯拉收購(gòu)Maxwell，也被戲稱為兩個(gè)虧損公司抱團(tuán)取暖。

2018年，特斯拉Model 3爬出量產(chǎn)地獄，大批量供貨，第四季度凈利潤(rùn)為1.39億美元，連續(xù)兩個(gè)季度盈利，但去年全年仍虧損9.76億美元。成立十余年來，從未盈利。而Maxwell同樣在失血，近七年來，它只有2012年和2013年盈利。