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钙钛矿电池:消费电子无源供电的突破性进展

经典港片《国产凌凌漆》中,特工“达文西”展示了一款无需电池的太阳能手电筒,它只在有光线时发光,黑暗中绝不亮起。若夜晚需照明,竟需用另一只手电照射它,这一滑稽发明令观众笑声不断。

如今,这种看似荒诞的设想已成现实。通过为手电筒披上一层薄如纸的“外衣”,光照即可充电,随时提供光明。这层“外衣”实为柔性光能电池,采用钙钛矿材料制成,兼具轻盈体态与卓越的光电转换效率。

钙钛矿被视为下一代光伏技术的核心,早在2021年至2022年间,该领域投资已近百亿元,吸引腾讯、高瓴、IDG、淡马锡、红杉等投资巨头布局。

近期,钙钛矿电池企业炎和科技完成超亿元A轮融资,由东方嘉富领投,追创创投、兴湘资本、国科创投、晓池资本等跟投,老股东财鑫资本追加投资。

炎和科技成立于2024年,由北大材料化学专业的冯凡和彭宗阳联合创立。传统光伏企业专注于大型晶硅电池板用于电站发电,而炎和科技则致力于为消费电子、智能家居等领域提供轻薄小巧的钙钛矿光能电池组件。

冯凡,1997年生于山东淄博,本科毕业于北大材料化学专业,后于美国哥伦比亚大学获管理科学与工程硕士学位。他曾在中信证券、深势科技的投资与战略部门工作。

他亲历了AI驱动下软件的飞速发展与硬件的相对滞后,认为AI时代硬件创新的瓶颈在于能源结构,而钙钛矿的特性正可弥补这一缺口——从无需电池的光能遥控器,到提升续航30%以上的AR眼镜,“无源化供电”直击硬件痛点。

2023年9月,冯凡决定创业,同年12月启动天使融资。2024年初炎和科技正式成立,随后在北京建立研发与中试平台,在湖南常德设立规模化生产基地,成功投产国内首条消费级钙钛矿电池全自动生产线。

炎和科技已与联想、绿米、昕诺飞等企业深度合作,共同开发集成钙钛矿光能电池的键盘、传感器及智能眼镜等产品。目前,公司已与全球50多国近百个知名品牌建立合作。

在冯凡看来,钙钛矿电池的首波爆发将出现在替代传统五号/七号/纽扣电池的领域,如遥控器、电子价签、无源传感器等,预计带来百亿级出货量。

近期,铅笔道与冯凡就钙钛矿商业机遇进行对话,以下为其口述内容。

声明:访谈对象确认信息真实,铅笔道愿背书。以下为冯凡口述。

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在深势科技的历练让我坚信,AI将催生软硬件的革命性产品,而硬件离不开电力。能源是硬件中最值得深耕的方向。

我们公司于2024年2月创立,当时判断钙钛矿行业已步入成熟期。

首先,技术成熟度提升。钙钛矿生产工艺趋于成熟,产线建设更明晰,成本大幅下降。例如,百兆瓦产线成本从数亿元降至约一亿元。

其次,钙钛矿在效率和稳定性上均有显著突破。

第三点关键判断:钙钛矿当前不宜用于光伏电站,其优势恰在晶硅难以企及之处,如弱光发电、柔性形态、轻量化,这正是3C消费和用户储能市场所需。

钙钛矿电池:消费电子无源供电的突破性进展 钙钛矿电池 消费电子 无源供电 AI硬件能源解决方案 第1张

炎和科技创始人冯凡,北大材料化学专业毕业

因此,我们聚焦消费级赛道,而非传统能源。消费领域机遇凸显:

第一,环保法规收紧。传统干电池环境危害大,遥控器等海量设备依赖干电池,与全球环保趋势冲突,迫切需要清洁、可持续的新能源供给方式。

第二,AI发展推动消费设备功耗增加,边缘计算需求上升,设备对稳定高效供电的需求日益增长,传统供电模式难以为继。

第三,设备单个功能功耗降低,整体性能提升,这种“低功耗、高性能”特性与光能供电完美契合,促成消费级能源供给的革命性变革。

我们致力于通过光伏技术微型化、轻薄化,打造便携核心供电器件,钙钛矿的优势为此提供关键支持,让光能突破场景限制,实现“万物发电”。例如钙钛矿光能遥控器,无需电池或充电接口,有光即有电,实现永续供电。

对于中高功耗设备如智能手表、AR眼镜,添加钙钛矿电池可提升续航30%以上。考虑到锂电池能量密度提升受限,这一续航增强意义重大。

当然,2023至2024年初,钙钛矿商业化路径尚不明朗,但市场窗口良好。头部光伏巨头虽布局钙钛矿,仍聚焦电站发电;将钙钛矿落地消费场景,在2024年初属行业非共识。

从一次性电池到锂电池,生活已升级一轮,但该体系固化十余年,缺乏革命性变化。市场需要新能源范式。

过程艰辛。从实验室到中试线,再至量产,经历未知与恐惧——团队驻厂双班倒,常深夜处理故障。当时不确定能否量产、效果如何、市场是否接受。投资人亦质疑:真的可行?我敬佩马斯克,因他有火星梦想,又能睡车间紧盯进度。

第一代产品外观粗糙,但经迭代,现兼具美观实用,已用于温湿度计、遥控器等产品。早期客户给予反馈,容忍原型到量产的问题,为技术打磨与体验升级提供支撑。

联想对光能键盘探索早而深,曾试制第一代产品,覆盖非晶硅、染料敏化等多条技术路线。为追求革命性体验,一直在寻找创新且可量产的方案,最终与我们深度合作。

从电池设计、可靠性测试,到实验室DEMO转为产品,再至大批量量产,联想团队全程参与研发。其核心需求——内置高功率密度光能电池——指引我们研发方向,并给予迭代时间。过去机械键盘需有线供电,未来或彻底无线,光照即充电。这为外设无线化、低碳化开辟新思路。

未来,我们将与联想共同探索钙钛矿在更多智能硬件场景的应用。

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过去十多年,从可拆电池转向锂电池,推动了智能终端产业巨变。但近年来,能源与智能硬件发展停滞。

下一轮浪潮可能源于高效光能系统与新型储能材料结合,或如当年锂电池般重塑终端设备形态。

当钙钛矿光能电池广泛用于手机、耳机、智能手表等消费电子,续航焦虑或成历史。机器人披上“钙钛矿外衣”,晒太阳即可补能;卫星、飞船表面或汽车玻璃搭载轻柔钙钛矿,续航与寿命大幅延长。

消费级市场短期内产生稳定规模化现金流的机遇,主要集中于四类产品。

首类为遥控器,规模庞大。中国年售十余亿只遥控器,需求稳定,属典型无电池化供给模式。

第二类为电子价签,以钙钛矿电池替代纽扣电池,全球市场广阔。多家电子纸头部企业已成为我们核心客户。

第三类为无源传感器,如温湿度传感器。家用普及,工业场景需求更大,一工厂或需数万个。

末类为门窗控制器,如智能门锁、窗户控制器、窗帘控制器。

智能眼镜、智能手表、手机、智能戒指、无源定位器等,亦是钙钛矿电池大规模应用终端,但量产稍晚。

我们内部共识——所做须达十亿级出货量,方有意义,上述方向均趋此量级。

炎和科技湖南常德工厂,产品供应联想、绿米、昕诺飞等知名企业

业务模式上,我们属典型To B公司,定位“AI硬件新型能源解决方案提供商”,不直售钙钛矿电池给消费者,而是供给下游客户,集成至终端产品后上市,让消费者享受“免充电”体验。

小尺寸产品成本约几毛钱,毛利尚可。但短期关键在降成本。目标使光能供电方案成本接近纽扣电池,让消费者无感购买使用。

我们亦与汽车厂商合作,开发太阳能车顶玻璃,尝试缓解车辆续航焦虑。我们推动的方向,类比从有线网络到Wi-Fi的转变——推动智能硬件从“有线充电”向“光能无源供电”升级。

外界常将钙钛矿关联地面电站,视其与晶硅同质竞争——这是认知局限。拉长时间线,钙钛矿核心优势远超“效率高”,其轻薄、柔性、弱光发电强、可微型化等综合特质,注定它不应局限于传统能源赛道,更不可低估其对生活的底层变革。

许多人认为地面电站年产能50GW惊人,但这仍是传统能源模式的延伸;我们瞄准更贴近日常的消费场景——未来,仅售出5000万片小型钙钛矿光能电池,或让五千万家庭摆脱干电池和有线充电依赖。如今每晚为手机充电,未来或不再需要。

渗透生活细节的变革,远比单一赛道产能比拼更有价值,也更彰显钙钛矿技术的独特魅力。

本文仅代表口述者观点,不代表铅笔道立场,不构成投资建议。