【硬币的另一面】物科金硅：锂电新赛点硅基负极材料已实现吨级量产出货

编者按：清流资本在过去十年捕捉了TMT、消费、硬科技等主流行业下的多个细分赛道冠军，也建立了投得“稳”、“准”、“精”的基金形象。近年，清流资本推出原创科技专栏——“硬币的另一面”，通过清流合伙人和科技企业创始人对话的形式，讲述当前创投形势下，那些科技类被投企业的故事。清流资本将持续关注新兴科技赛道。

今天，我们对话的主角是物科金硅的创始人兼CEO黄杰博士。

本文包含以下内容，阅读需要15分钟。

     • 锂电池军备竞赛新赛点–硅基负极材料

     • 短期靠技术红利，中长期靠规模和资本

     • 从科学家到创始人的角色转变

     • 清流言而有信，投后使我获益匪浅

     • 清流为何投资物科金硅

物科金硅成立于2020年，是一家专注于硅基负极材料研发、生产和销售的技术驱动型企业，量产产品包括：硅氧前驱体及其改性产品和新型硅碳负极。物科金硅创始团队源于中科院物理所和国内头部电池粉体材料企业，拥有全球独创领先的氧化亚硅制备及改性和CVD（化学气相沉积）新型硅碳核心技术，已申请国家专利17项，其中国际专利1项。

公司目前是全球唯一具备单炉吨级制备氧化亚硅负极材料能力的团队，已建设完成产线：高端氧化亚硅前驱体800吨/年；高端预镁氧化亚硅100吨/年，CVD新型硅碳100吨/年，目前已经服务国内10多家客户，实现吨级出货，新型硅碳完成产品定型，在硅基负极产业链中处于领先地位。去年，物科金硅完成了数千万A+轮融资，由吉利资本、清流资本、同创伟业等机构投资。本轮融资将主要用于二期产线建设，扩大硅氧负极产能，同时完善技术迭代，实现最新型硅碳产品定型及吨级量产。而吉利作为产业方的加持，也为公司提供了坚实的产品背书和市场想象空间。

物科金硅创始人黄杰是中国科学院物理所博士，师从李泓研究员和陈立泉院士。曾任北京卫蓝新能源科技有限公司研究院院长、副总经理。2018年获得中国科学院 “科技成果转化”特等奖，发表SCI论文6篇，已申请专利86余项，授权15项。曾作为主要研发人员参与中国科学院战略性先导科技专项，国家重点研发计划等多个项目。同时，作为主要技术负责人参与上汽集团、华为瓦特实验室、LG化学、博世企业合作项目。

锂电池军备竞赛新赛点——硅基负极材料

清流：hi 黄博，请先简单介绍一下物科金硅是谁？

黄博：物科金硅成立于2020年，由原中科院物理所锂电研发核心团队组建，是一家专注于硅基负极材料研发、生产和销售的技术驱动型企业，公司量产产品为氧化亚硅前驱体及其改性型材料，同时正在完成新型硅碳负极材料定型。

清流：为什么选择硅基负极材料这个赛道？

黄博：新能源车为了实现长续航、快充、低成本等需求，一直在倒逼电池厂提升比容量。如今，电池形态从百花齐放到逐渐收敛（详见清流资本的行研文章《全球锂电封装发展史》），接下来就是材料体系的提升。正极材料从磷酸铁锂到三元、高镍化，已经有了突破；对应地，负极材料的比容量提升将会是这场军备竞赛的下一个赛点。石墨负极的实际比容量已经接近其理论值372mAh/g，很难再有提升空间。硅基负极理论比容量高达4200mAh/g，是目前已知比容量最高的锂离子电池负极材料，且原料来源广泛、价格低廉。所以，硅基负极是当前负极材料中最具确定性的一条技术路线。

材料体系革命离不开下游头部主机厂的引领，硅基负极的另一个核心驱动因素是特斯拉4680大圆柱电池的推广。由于大圆柱的弧形受力面积更均匀，对体积膨胀高的硅基负极材料具有天然的体系适配。2020年，特斯拉的4680大圆柱电池开始使用硅基负极，这直接推动了各大电池厂商在硅基负极方面的布局，加速了硅基负极的产业化。

我判断硅基负极这两年就会迎来市场爆发，是很好的创业时机，“天时地利人和”——我认为“天时”是最重要的，对于一个初创企业来说，选择一个特别长远才能看到结果的赛道其实是不利于公司持续发展的。

清流：“地利”和“人和”是什么？

黄博：硅基负极性能好、场景非常明确、市场推广相对容易。但又还没发展到靠规模化降本去打价格战的阶段，大家还是在拼谁的技术好，能解决其中的技术问题。而技术研发正是我们所擅长的，我在中科院物理所的导师李泓老师本来就是做硅基负极研究的，我对这个方向的技术路线和政策方向等比较熟悉。加上中科院物理所有很多人在新能源圈子里，有一些行业内的关系在，选择这个方向也是在发挥我们自己的特长。

清流：硅基负极材料的技术难点是什么？

黄博：总的来说，硅基负极材料需要解决循环过程中体积膨胀较大，导致SEI膜（固体电解质界面膜）不稳定造成的技术问题，例如首效低、循环寿命有待提高等。

目前硅基负极的主流技术路线分为硅氧和硅碳。硅氧一般泛指碳包覆一氧化硅，技术相对成熟，成本较低，一致性好、循环性好、离产业化更近，动力电池已经开始应用，如特斯拉以及宝马4680，奔驰等一些车型。但首效低，目前主要3-7%和石墨混合。后来推出预镁化和预锂化以后（在硅氧里面加入镁/锂），膨胀率下降，首效有所提升。预镁的性能目前还达不到动力电池的要求，但由于成本低、未来存在下降的预期空间，在电动工具领域开始尝试使用；预锂的成本相对高一些，因为碳酸锂波动，金属锂价格100-200万/吨区间，目前主要开始试用在对价格不那么敏感的高端车以及要高能量密度的电动工具，还未大范围使用。

新型硅碳是指用纳米硅分布于多孔的碳材中，其容量高、首效高、循环好，被认为是硅基负极材料的最优路线。但还有诸多技术问题没有攻克，如价格高、压实低于硅氧、倍率性低于预锂硅氧，颗粒易破碎，产品一致性差（硅沉积的均一性差）等等；其次，设备选型现在还没有统一，以及后期的设备放大方案、工艺过程的产品一致性问题等都没完全解决，成本能降到什么程度也未可知。早期试验过程中还发生过安全事故。

清流：你们是如何解决这一系列的问题的？

黄博：常规硅氧领域，降本就是用大型高温升华炉+低成本CVD碳包覆，提升首效就是提前将硅氧中的氧和镁/锂反应形成预镁/锂硅氧。

我们公司是坚持做一体化，自制氧化亚硅块材，把原料成本降到了4万/吨以下，预计今年预镁氧化亚硅就能降到10万以内，随着规模进一步扩大，价格还会更低。能实现大幅降本主要是因为我们创新性地使用了大型高温升华炉，行业内大家都还是用几十公斤的小炉子，我们的大炉子产量可达800-1000公斤/炉，既解决了产品的一致性，又极大地降低了综合成本。这个炉子我们花了2-3年的时间研究，一步步攻克了设备做大过程中的各种工艺难点，现在我们的产量是国内最大的。

我们前期主攻预锂氧化亚硅，首效可以做到91%以上，经过几年的专利技术突破，我们已经把锂的添加量降低30%，成本降低至30万/吨以内。而预镁氧化亚硅（前驱体开发我们存在先天优势）的首效我们已经提升到了88%，极大地拓展了预镁在应用场景的添加量和出货量，在这方面我们也申请了一些专利。

清流：公司在硅碳领域有什么进展吗？

黄博：硅碳领域中，核心重点在于如何将硅做得更小，从而降低其脱嵌锂过程中的膨胀问题，产业界传统工艺包括了微米硅的球磨/砂磨法，但这条路线硅颗粒仅能做到90-100nm，无法很好地控制硅在脱嵌锂过程中的膨胀问题，在动力领域应用受到一定限制。另一条路线则是由G14引导的硅烷沉积法，核心是使硅烷气体吸附于2nm左右的孔中并裂解形成纳米硅，并对其外层均匀包覆碳。

公司在原料硅烷供应上，和国内最大的硅烷气体厂家陕西天宏瑞科达成战略合作协议，在天宏瑞科附近建设工厂，利用管道输运硅烷气体获得新型硅碳上的硅碳气和包覆气源的优势降低充装运输成本，为未来奠定成本进一步下探的基础。同时，利用当地的丰富的电石资源，自制包覆气源，副产品与天宏公司废料中和，优势互补，废料互相利用，形成循环经济。借力天宏瑞科在硅烷气体领域的工程化经验，加速物科金硅新型硅碳负极的产业化进展。

多孔碳方面，公司在已有第一代多孔碳，和行业内龙头深度合作，同时开发新一代多孔碳技术，以提升其更高倍率和更低膨胀的要求，目前已经进入公斤级制备，自研吸附和裂解分离硅烷沉积设备，将极大提升沉积均匀性。

同时，公司紧跟国内头部企业研发，加速优化产品，加深对新型硅碳的认识和理解。已经形成自己的核心工艺能力和特殊硅碳结构，产品已经定型，未来更多要做的是如何实现批量、稳定的量产。

短期靠技术红利，中长期靠规模和资本

清流：公司发展至今经历了哪些重要的milestone？

黄博：2021年8月，我们完成了硅氧产品的小试，独创的高温升华炉成功放大。2022年锂价上升，客户降本需求倒逼我们去寻找更优的解决方案，同期开启了硅碳技术路线的研究。

2022年10月，我们开始调试硅氧产品的量产产线。过程中虽然遇到了一些问题，但通过不断地调整克服，终于在2023年上半年完成了调试，实现硅氧产品百吨级量产。

2023年6月，我们开始给客户送样，产品陆陆续续通过了客户的测试，且获得了很好的反馈，容量和首效都处于行业领先水平。已经拿下10多个行业头部客户的订单合同，接下来就是根据客户的反馈优化产品，配合客户需求开发下一代产品。

现在，我们硅氧产品的二期产线也即将投产，预计2024年可实现千吨量产；硅碳产品已经定型，目前正在推动100公斤单炉放大。

清流：聊聊你对公司未来的规划？

黄博：未来1-2年是靠技术突破的红利占据领先优势，3-5年是规模化的红利，再到后面就要靠资本了。更长期来看，保持技术上的领先性是我们这类研发型企业的立身根本。

首先，我们的硅氧系列产品已经在客户端取得了不错的成绩，现在主要是扩大量产产线和保证产品质量。公司与客户都希望能够降本提效，接下来我们会继续优化工艺，努力提高产品的天花板，争取把预镁首效做到88-90%，把降低成本作为第一要务。

未来1-2年，我们会集中精力解决新型硅碳的技术问题，放大自研的多孔碳技术，完成新型硅碳的碳骨架开发，确保多孔碳以及硅在其中分布的一致性，积极合作上游厂商突破设备研发和原料供应等等。过程中我们也会保持和市场的同频，了解各技术路线的进展，以确定我们的技术方向是符合客户需求的。

3-5年就是规模化扩产，确保产品的品控一致性，同时进一步降本。

10年以后，我希望公司是以硅碳负极产品为主，附加一两个新的技术方向布局。

我认为新能源的后续发展方向是通过技术降低成本，过程中材料也会不断升级，因此还是有很多机会的，只要有自己的思考、想法，想做事，就可以大有所为。

清流：你也认同未来是硅碳的天下？

黄博：目前硅氧和硅碳两种技术都存在各自的市场，硅氧负极未来主要朝着低成本发展，原料来源广泛、价格便宜，在10万/吨以内逐步降低，未来应用于电动工具和动力电池；新型硅碳在解决完动力电池要求基本性能后，3年后售价有望做到25万/吨以内，在3C和动力电池内广泛应用，长期来看，硅碳市场会大一些。未来我个人的主要精力也在新型硅碳开发上。

清流：你亲自去抓硅碳，那硅氧怎么办？如何保证后续的品控一致性、高性价比、且能实现批量出货？

黄博：我们过去通过不断试错、磨合、总结经验，逐渐形成了一套可循环的生产机制，从品控的标准制定到测试、评估、监督、整改、结果反馈、考核评分形成了一套SOP，各环节的同事分工合作，已经能实现批量一致性和高性价比。未来，硅氧量产的重点是工程化，我们内部有经验很丰富的人在负责这部分工作。

从科学家到创始人的角色转变

清流：从实验室出来、到卫蓝新能源的副总经理，再到自己创业，怎么跨越学术界和产业界之间的鸿沟？

黄博：创业过程中最难的就是角色的转变，我从一个科研工作者转变为管理者，这个过程对科研工作者来说是最难的，我也走过很多弯路。

我本科读的是理论物理，后来的研究方向是新能源。和理论物理相比，新能源这个行业已经进入中年时期，产品已经得到广泛应用，很多科学问题的大体机理已经形成轮廓了，而产业应用方面的很多问题也是值得付出力量去解决。

其次，这些年的科研经历也让我越来越意识到，每个人都有自己的优势和天花板，对我来说更好的职业发展是来到产业化的方向，在公司解决实际问题。产业界对产品的要求和学术界不一样，学术界追求个别性能的极致，产业界更多追求性价比的平衡、同时追求高性能，这和学术界有很大不同，首先在思维上就需要转变。

另一个难点是从做科研转变成做管理，一个人的能力是有限的，公司要发展起来还是需要制度，需要协调各部门分工合作。我现在逐渐把自己的任务分解出来，明确什么事我应该去做，什么是不必去参与的。

清流：什么事是你应该做的？

黄博：其实这也是我创业这几年对于自己定位的思考，作为公司的创始人，最重要的是选好方向。对于我们这个行业，技术方向的把控十分重要，包括技术路线的确定和技术要点的拆解。必须要有产业化的思维，从第一性原理角度去拆解和分析，确定路线、分析未来技术把控点、提前布局和突破。于我而言，我应该多从宏观层面去思考问题，落脚点在未来，比如新型硅碳现在的核心竞争点是什么？未来市场是什么？什么是我该做的？这些是我需要思考的问题。

其次是管理团队，把方向和解决思路传递给下面的人，让他们去调研、试验、找到解决方案。发挥团队每一个人的主动性，实现1+1>2的效果。把目标指标定好、考核做到位、把权放下去、该配人就配、不合适就调整。建立公平公正的考核制度和员工激励机制，让大家得到公平的待遇与光明的职业发展前景，激发员工的积极性。我自己反而需要管住自己的手、管住自己的嘴，多去思考如何把这些人团结在一起往前走。当然，一些重要的技术攻关我也会亲自带头做。

清流：挺好，你已经从科学家在转变成一位CEO了。都说科学家创业找对合伙人很重要，你是如何找到合伙人的？

黄博：我的合伙人石总是我的老朋友，我们在卫蓝是同事，创业的时候我就给他打了电话，他答应得很爽快。我深知他在这个领域的能力与见解，也是一个想做事的人。他丰富的粉体材料工厂建设和供应链管理经验对我帮助很大，我们的厂房落地选址和品控SOP、考核机制设计这些都是他在负责，我只需要参与指标的制定和结果分析。

清流：过程中是否有经历一些磨合？怎么处理的？

黄博：每个人都是一个独立的个体，在合伙的过程中难免有意见不一致的情况，这个是很正常的。意见相左时，要站在对方的角度多思考、多交流，如果难以互相说服，毕竟公司还有一个主导者，现在我是这个主导者，所以有时候也按照我的思路来。

科学家容易极端自信，但我还是抱着一种合理接纳他人建议的态度，即使当时不同意，也先听人家把话说完、记在心里，以后再拿出来想一想，因为大家的出发点是想把公司做成功。相同的事情，在决策的十字路口，不同人的解决思路不一致，来自生活阅历不一样。可以多去拜访同行，了解对方的公司成长发展轨迹，学习吸收，对公司发展也会有很大帮助。其次，要深度剖析自己的优势和不足，在自己不熟悉的领域要谦虚地接受对方的意见。大家需要保持谦虚的态度，在同一个发展理念下找到契合点。

清流言而有信，投后使我获益匪浅

清流：有什么建议给想创业的科学家们吗？

黄博：创业一定要有充分的准备，过程中会遇到很多困难，它没有想象得那么容易。

我认为做公司最重要的就是坚信自己能够做成，强烈的信念是我们解决问题的动力，遇到困难想方设法去克服，过程中不断反思、不断调整。第二，要对创业保持谦虚的敬畏，像敬畏科研一样，多分析、多交流。如果没有势在必得的信念，很大概率会做不成；但又不能盲目自信，要保持对技术和市场的敬畏之心。这两方面是矛盾的，一定要结合好。

坚持也很重要。我记得有一幅讲两个人挖钻石的漫画，一个人马上就要挖到钻石了，但他放弃了；另一个人坚持挖，把钻石挖到了。但换个角度来说，会不会这个人只是享受挖的过程大于对钻石的渴望？钻石只是他挖过程的一个副产品，但他通过一直努力做这个事情，最后的确得到了。有些事情我们坚持尽力去做，只要过程对了，我觉得结果不会差。

清流：看出来你很享受创业的过程。还记得当时怎么跟清流认识的吗？

黄博：应该是我们上一轮融资刚结束，清流deal team的茆总联系的我。因为我刚融完资，加上忙业务也没有太多时间，1个月以后我才回复他，但他立马又回复我了，在这个过程中他一直和我保持联系和沟通，我觉得他和我脾气很相投。我们作为一个创业公司，在和其他公司的合作中也是这样的，要多去主动联系、积极沟通，资源是自己争取来的。

清流：这轮融资的时候产业方也进来了，为什么选择清流这样的纯财务投资人？

黄博：之所以选择清流，一方面是因为真诚，清流的deal team在和我沟通的过程中让我感受到了真诚。我印象最深刻的就是茆总一直在联系我，说明清流在很认真做这件事情。

清流不属于自带资源的产业投资，但我能感觉到你们和其他投资人有很大不同。有的投资人会觉得自己做过公司，比我们更了解这个行业，但清流不是这种态度；而有的投资人前期工作做得不到位，对我们的方案一无所知，这也不在我们的考虑范围之内。聊的时候能感觉到清流的团队前期做了很多研究工作，非常了解我们的方案，所以我们和清流非常聊得来。而且，清流的品牌也会给公司背书带来一些提升。

另一方面是你们言而有信，说到做到，迅速且有执行力。

清流：举个例子？

黄博：说什么时候见梦秋总就什么时候见，说什么时候给TS就打TS。而且，清流的钱到得很快，对于一个创业公司来说，融资有很多不确定性，（打款快）这对公司的发展很重要。

清流：投完以后清流给公司提供了哪些帮助？

黄博：首先，清流deal team经常给我提供资本市场和行业的最新信息，给我很好的建议，茆总经常打电话提醒我需要注意什么。可能打一次电话我没太在意，但打多几次电话以后我就会去想，也会引发我的思考。包括你上次跟我讲的公司内部管理的一些思路，可能不能立马100%吸收，但我回去以后也会思考，后面会慢慢吸收。我能感觉到你们的思维是偏互联网的，和我们做实体的有一些不同，为我们的思维提供了不同的角度。

另外，清流投资了一些产业上下游的公司，例如做4680圆柱电池的蓝京新能源、做钠电硬炭负极的容钠新能源，清流平时也会组织CEO们一起闭门交流，给大家提供一些合作机会。

清流投后的这几点都让我受益匪浅。

清流：哈哈哈会说可以多说点儿~

黄博：清流在融资策略上为我们提供了很大帮助，帮我们及时调整公司的发展策略和融资节奏，让公司管理层系统思考资本、技术和市场三者的关系，保持对资本市场敏感度，在公司管理方面提供组织架构和人员招聘的建议等。真的能感觉到清流是在为我们好、为公司好。

当然，我们团队也比较open，面对他人的建议会去思考、吸收对我们有益的。

清流为何投资物科金硅

在过去30年间，随着锂电池技术的发展，能量密度已经提升了近6倍。近年，电池能量密度的提升主要靠电池的结构创新，如：4680大圆柱、麒麟电池、刀片电池来实现。但在当前电池生产工艺下，单纯的结构创新难以再进一步提升能量密度，匹配的电池材料体系升级是下一步各大电芯厂主要布局的方向。相辅相成，正极材料主要通过增加三元材料中镍的含量来提升比容量，增加整体电池的能量密度，从而提升续航。然而，正极材料比容量的不断提升对负极比容量也提出了更高要求，传统石墨负极材料已接近其理论值372mAh/g，因此，负极材料已经成为锂电池向更高能量密度发展的核心制约环节。

在负极材料的发展上，硅基负极相比石墨负极具有更高的比容量，理论克容量可达4200mAh/g，较传统石墨提升了10倍以上，是理想的下一代负极材料。虽然硅基材料从科学本征层面，存在体积膨胀大、首效较差、导电性差的问题，但随着近年来产研界不断的研发，形成硅氧、硅碳两大硅材料改性路径。两种改性路线在过去15年产业化过程中也是螺旋交替式的上升，一代硅氧首效较低，后由韩、日企业率先采用预镁、预锂的方式提升首效；同时，硅碳膨胀率高、循环性较弱，材料公司开始从传统球磨法转向由G14引领的硅烷沉积的路线。归根结底，都是需要解决高克容量、高首效、高倍率、长循环和成本的最优解。随着不同技术路线硅基负极改性工艺和量厂调试制备能力的提升，在锂电行业领域已经基本达成共识——在现有锂离子电池技术体系中，硅负极是高能量密度锂电技术必经之路，并且，硅负极材料因其高容量特点也必然是半固态、准固态甚至是全固态电池的首选负极材料，行业内玩家上市公司或初创企业已经处在攻克小试到工程化放大的关键时间节点，下游客户均已进入导入初期。

蓝京新能源作为清流资本在锂电领域布局的锚点，其布局的4680大圆柱电池不仅在热稳定性上因其不易热失控的特性与高镍三元热稳定性差形成互补，同时因其大圆柱的弧形表面更耐硅负极膨胀的结构优势，进一步推动了硅基负极的应用。因此，我们在锂电池4大主材中的硅基负极领域，着重关注具备行业最领先研发能力、强工程化量产、高性价比产品的团队进行布局，旨在抓住硅基负极放量在即的时间窗口的同时，打造被投企业间的协同效应。

黄杰博士率领的物科金硅团队在过去的产学研生涯中，针对硅基负极的产业化过程中存在的硅氧前驱体氧化亚硅烧结效率低、预镁硅氧改性/调试工艺复杂、预锂硅氧专利封锁且残碱性高、新型硅碳硅烷乘积流化不充分等一系列问题积累大量的综合经验，并有着独特、可落地的解决方案，其批量出货的硅氧系列产品也获得了下游客户的积极反馈。清流与行业内大量创业团队、行业专家、下游客户进行访谈后，迅速的推进了对物科金硅的投资。

自清流资本完成投资后，物科金硅在硅氧产品线上已经完成高端氧化亚硅前驱体200吨/年，高端预镁氧化亚硅50吨/年，高端预锂氧化亚硅100吨/年稳定生产，并实现了国内10多家客户吨级出货的亮眼成绩，其量产工厂的筹建也在如火如荼地顺利推进中，并在新型硅碳系列产品方向进入小试放大阶段。硅基负极元年已来，硅基材料应用于锂电行业，将步入大规模商业化发展阶段，我们期待物科金硅乘势而上，并凭借出色的技术实力和产业化能力在头部占据一席之地。