【山西大学生物医药与大健康研究院成立】继云冈学研究院之后,我校又一高水平科研平台——山西大学生物医药与大健康研究院成立,奏响服务地方经济社会发展的强音。成立仪式于12月1日在我校会议中心举行。山西省政协副主席、九三学社省委会主委李青山出席并讲话。在热烈的掌声中,李青山与我校党委书记王仰麟共同为“山西大学生物医药与大健康研究院”揭牌。

山西省教育厅副厅长马骏,山西省科技厅副厅长张克军,省卫健委二级巡视员章启虎,山西白求恩医院党委书记、院长吴华,山西省药品监督管理局注册处处长屈静,国际欧亚科学院院士、中国医学科学院药物研究所国家药物筛选中心主任杜冠华,我校黄桂田、梁吉业、杭侃等校领导以及省内外有关科研院所、医疗机构、高校、企业、行业负责人出席成立仪式,共同见证了这一激动人心的时刻。成立仪式由副校长程芳琴主持。

李青山副主席代表省政协表示祝贺,他指出,山西大学成立生物医药与大健康研究院,是山西大学贯彻党的十九届五中全会精神,落实省委“四为四高两同步”总体思路和要求的重大举措,也是山西大学奋力推进“1331工程”,助力我省生物医药与大健康产业转型发展的具体实践。希望山西大学以此为契机,充分认识新发展阶段人民群众对健康与健康产品的需要和我省产业转型升级对大健康产业高质量发展的需求,深刻把握生物医药与大健康产业发展的趋势、客观规律和内在要求,有的放矢地推动生物医药与大健康领域的科技创新。研究院要进一步明晰目标定位,凝练研究方向,加快提升研究院的基础研究能力和成果转化能力,发挥学科门类齐全的优势,多学科有机融合,强化学科特色和应用研究,加强协同创新,努力打造一批规模化、标准化、品牌化示范基地,为我省康养产业和中医药产业发展提供有力的科学支撑与人才支撑。

校长黄桂田代表山西大学致辞。他向各位来宾表示热烈欢迎和衷心感谢,并介绍了我校建设研究院的背景、研究方向以及建设任务。他指出,近年来山西大学紧抓部省合建和山西省支持率先发展的政策机遇,大力强化新型科研平台建设,取得了积极的成效。按照省委省政府决策部署,聚焦“六新”,对接山西14大战略新兴产业,制定了“13231”科研平台建设计划,以国家重点学科、重点实验室为基础,集中力量建设10个“顶天立地”的科研大平台。其中,成立生物医药与大健康产业研究院,整合了多个校内科研机构,汇聚了一大批校内外高水平人才,将建成对接山西现代医药与大健康产业的重要平台,同时为深化校内科研体制机制改革提供经验探索。他表示,学校将不断扩大与地方政府、行业企业的战略合作,持之以恒推动生物医药与大健康研究院的建设,为山西发展现代医药与大健康战略新兴产业,为健康山西,为健康中国作出更加有力的贡献。

马骏副厅长代表省教育厅表示祝贺,他希望山西大学要强化与科研院所、重点行业企业的合作,高起点、高标准、高质量建设生物医药与大健康产业研究院,以研究院为样板,为我省高校深化科研平台机制建设,对接山西战略新兴产业提供经验借鉴,把学校建成有重要影响的科研创新高地、文化传承创新阵地、决策咨询服务基地、创新人才培养领地,为我省转型发展作出更大的贡献。

张克军副厅长代表省科技厅表示祝贺,他希望山西大学充分发挥研究院的先行先试作用,坚持“四个面向”、做好定位、完善机制及评价体系,支持引导各类创新平台积极抢占科技创新制高点,做到基础研究与产业实践相结合、扩大科研人员自主权并把优秀科技成果就地转化为具有社会价值的新产品,打造转型发展竞争新优势。

章启虎巡视员代表省卫健委表示祝贺,他希望山西大学以此为契机,积极促进创新合作,支持产业技术创新联盟建设,与企业共建产业技术研发中心、创新平台,形成创新生态,力争把生物医药与大健康研究院打造成为国内一流、区域特色鲜明的高水平研究院。

山西省白求恩医院党委书记、院长吴华,山西省综改区山西智创城科技发展有限公司董事长李宁,广誉远中药股份有限公司董事长张斌先后致辞。他们表示,要关心支持研究院的发展建设,进一步加强合作、携手并进,为健康中国和山西省生物医药与大健康产业发展做出更大的贡献。

为充实研究力量,研究院组建了学术委员会和研究院领导机构。中国工程院院士、天津中医药大学中药学院院长刘昌孝院士受聘为首任学术委员会主任。著名药学专家、省政协副主席李青山教授受聘为学术委员会副主任,中国医学科学院药物研究所国家药物筛选中心主任杜冠华教授受聘为研究院院长,山西大学中医药现代研究中心主任秦雪梅教授受聘为研究院执行院长,黄桂田为他们一一颁发聘书。

成立仪式上,山西大学与广誉远中药股份有限公司、阳泉市裕盛源农产品开发有限公司、山西紫林醋业股份有限公司、山西连翘生物科技有限公司、山西华舰大健康教育科技发展有限公司依次交换了《广誉远传统经典名优中成药的二次开发研究》《传统发酵食品品质提升及相关功能产品研发》《降血压功能醋粉研发》《基于连翘叶的饲料添加剂研发》《导引康养综合服务体系构建与指导》合作协议文本,项目合作经费达710万元。

成立仪式之后,刘昌孝院士以“基于中药质量标志物的经典名方研究开发”为题作了学术报告,杜冠华院士以“生物医药与健康科技发展的机遇与挑战”为题作了学术报告。与会专家围绕研究院的目标定位与未来规划举行了研究院建设方案论证会。

研究院依托晋产中药材、小杂粮、康养旅游等资源优势,汇聚校内外生物医药与大健康领域高水平人才和自然科学与人文社科优势学科资源,构建“基础与应用学科交叉融合”的创新生态,为健康山西服务,为三晋人民育才。研究院确定了“健康产品制造”和“健康服务”两大板块共5个研究方向。健康产品制造板块包含“新药创制与上市药品再评价”“医疗器械与医药材料研发”“健康相关产品研发”3个研究方向,旨在将当前的研究项目,如治疗抑郁症中药新药柴归颗粒、治疗靶向抗肿瘤药物谷糠过氧化物酶、重大慢病荧光诊疗试剂与检测技术研发等,通过研究院技术平台开展项目孵化,向“新药开发”延展。健康服务板块包含“康养综合服务体系构建”“地域性重大疾病病机与新干预技术研究”2个方向,将通过心理问题的预防测评咨询干预、慢病患者的运动、疾病流行病学与预警系统研究等项目,把优秀科技成果转化为优质的产品和服务,回馈政府和社会期待,向人民群众提供一体化健康服务。

固态动力电池量产提前

固态电池的量产时间比我们预期提前到来:2021年,固态车用动力电池就将量产;2024年,全固态车用动力电池也将量产。

12月16日,台湾固态电池生产商辉能科技业务处总监郑博伦表示,辉能将比绝大多数固态电池厂商都提前将动力电池量产,在2021年(非全固态)达到1GWH的产能,2023年全固态电池试产,2024年全固态量产。这一进度,比丰田公布的时间表要提前4年左右。

12月7日,在2019(第六届)电车人大会上,另一家固态电池生产商,北京卫蓝新能源副总经理向晋也表示,2021年,该公司的半固态车用动力电池就会推向市场。

这一进度明显快于业界预期。此前,中国科学院院士欧阳明高预测,全固态电池估计在2025-2030年后才会实现商业化。中国动力电池创新联盟副秘书长王子冬预测,全固态电池预计2030年将实现商业化。

辉能的固态动力电池性能如何?他们为什么有信心将其量产化?其商业竞争力如何?

郑博伦介绍了辉能目前产品的六大性能。

固态动力电池量产提前
性能1:高安全

固态电池最令业界期待的就是安全性。目前辉能固态电池在国家级汽车质检中心的测试报告显示,辉能NMC811电池,不仅在热失控的温度上表现优于LG化学的NMC622和松下NCA,而且最高温升也不会像后两者那么高。

辉能NMC811要达到226℃才热失控,而后两者分别在190℃和200℃就已经热失控。最高温升,辉能NMC811达到340℃之后,就降温,无起火燃烧,而后两者温升高达640℃,随后都起火燃烧了。

他们还通过了过充电、外部短路、加热和热板测试,均未发生爆炸、起火、燃烧现象,甚至现在已经从国标中取消的穿刺,他们也通过了。

性能2:比能量潜力大

在能量密度方面,郑博伦坦承,由于氧化物、硫化物电解质密度问题,比液态显得劣势,但是采用更高正、负极材料,可以使得其电芯能量密度可以和一般锂电池相差无几。比如辉能2020年的软包电芯密度可以达到255wh/kg,和宁德时代的245wh/kg,松下的21700的257wh/kg差不多。

但是到了模组和电池包级别,辉能产品能量密度超过了传统液态电池,其2020年模组和系统的能量密度分别将达到222wh/kg和179wh/kg。

郑博伦介绍,这得益于辉能自主开发的MAB架构。MAB 是指Multi-Axis BiPolar+,是辉能基于其固态电池而自主研发的多轴向双极封装技术。这一架构,使得它在模组层面,重量成组效率高达87%,电池包重量成组效率高达80%。

在能量密度上,辉能期望在第二代固态电池上还有大提升,主要采用更高能量密度的正负极材料,比如,纳米硅或锂金属负极;高压NMC和NCA的正极材料。到2021年,电芯能量密度方面,就将突破传统液态电池的密度平台,持续提升。电芯体积能量密度方面,2025年甚至能达到960Wh/L;系统体积能量密度达到672 Wh/L,比传统液态电池包高近乎一倍(下图)。

性能3:PACK成本在电芯产能20GWh之后展现优势

固态电池在商业化过程中,早期必然遭遇规模不足的问题。而且,由于引入新材料,成本也上升了,固态电池的总体成本也上升。

郑博伦解释,如果不用新材料,在现有正负极基础上,该公司的电芯产能逐步释放之后,成本会拉低,电芯和液态电芯接近。但该公司的MAB提升了成组效率,能提供更高能量密度的电池包,最终在电池包级别实现更低的成本。

他们的测算是,电芯产能达到20GWh时,电芯成本是液态的1.1倍,而电池包成本达到液态电池包的98%。

注1:材料为NMC811+石墨(相同能量密度下)

注2:成本比例算式:固态/液态

如果对比丰田2022年、特斯拉2018年和辉能2020年的电芯能量密度水平和最终成组后的电池包能量密度,尽管特斯拉电芯密度高达742Wh/L,高出一截;但最终辉能电池包的能量密度可达384Wh/L,比丰田的338 Wh/L和特斯拉的245Wh/L要好很多(下图)。

性能4:快速充放能力突出

郑博伦透露,辉能的固态电池快充超越液态电池,在充电倍率方面,由于18650、21700,在不同充电模式下同于或优于SONY。而且温升控制得也不错。

快放方面,辉能电池5C放电能力和SONY的18650同等级,而且温升大幅低于18650。

性能5:长寿命

郑博伦称,辉能电池能在1800次循环后余电保持在80%以上。

性能6:操作温度广

充电的工作温度范围,辉能的电池可以在-20℃-85℃,强于一般锂聚合物电池的0-45℃;放电工作温度范围,最低至-40℃,最高至115摄氏度。

郑博伦表示,在这六大指标中,竞争敌手在安全、成本、快充、寿命和环境耐受性上,基本上都还没有测试数据,而辉能不仅有测试数据,而且表现不错。

在实验室做出固态电池容易,要大规模量产,则还有漫长的路要走。郑博伦认为,固态电池量产必须经过三个阶段。

首先是4-6年的实验室/样品线阶段,要实现单一性能突破。其次是5-8年的产品商业化阶段,要实现前述六大指标。再次是2-3年的中试线阶段,要实现四大量产指标,包括工程能力、全线良率、产品一致性和寿命保证(电压偏移率)。而辉能目前做到的水平是,工程能力方面有2907个质量控制点,全线良率92%,产品一致性达标(1C500次循环后,平均荷电率为91.9%),电压偏移率控制在0.04。

最终所谓的量产,他定义起码是GWh级的生产规模,成熟的产业链,包括高度自动化、高全线良率和供货稳定。

在通向量产的路上,电解质的技术路线是一个重大影响因素。郑博伦介绍,在2017年以前,业界以固体聚合物和硫化物为主,2018年以后一氧化物和硫化物为主。

氧化物电解质一般需要用高温烧结保持导电性,但这不利于大量量产。辉能的解决方案是,将氧化物以压合方式取代高温烧结,成本和工艺大量生产。

由于电动汽车行业的需求,电池行业不断寻求更高能量密度、更高安全性的动力电池。固态电池是全球公认的技术方向之一,因此很多企业都在此布局。

日本的丰田、松下,韩国的三星和LG化学,中国的宁德时代、卫蓝新能源、清陶、锋锂,欧洲的STMicroelectrionics,美洲的Solid Power、QuantumScape、SolidEnergy、Ionic Material等诸多企业都在布局。也有的知名企业,比如博世、Sakti3等公司的固态电池达产计划,已经放弃或落空。

但是辉能则在2017年-2018年试产了第一代固态动力电池,2020年将实现第一代固态动力电池1GWh的产能。

而且,辉能规划了雄心勃勃的全球产能,在2023年,他们在亚洲建厂,预计产能达到9GWh,全球市占率3%;2024年进入美国和欧洲,2025年达产54GWh,市占率10%;2030年388GWh,市占率26%(下图)。

在固态电池量产之后,装载固态电池的电动汽车也将量产。根据郑博伦提供的数据,2022年,中国和日本将各有一个装载固态电池的车型量产。

目前,国内新造车势力积极和辉能合作,天际、爱驰、威马、蔚来等都传出过与辉能签署协议或者合作备忘录的新闻,探索固态电池装车商用化。不过,目前尚无确切消息。

辉能的固态电池如能顺利量产,确实超出业界预期,其性能表现也不错。不过以上信息基本来自辉能单方面介绍,对比的一些参数也不是竞品最新参数。我们会对辉能的固态电池进展和表现,保持跟踪和报道。

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