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3D打印固态电池系列之三，Blackstone破产
AM易道导语：
本系列的第一篇和第二篇文章覆盖了Sakuu公司，本文为系列之三Blackstone公司的全方位了解，希望能给读者带来启发
延伸阅读：
1.3D打印引领固态电池革命，从这家初创企业谈起
2.3D打印引领固态电池革命，Sakuu专利分析
在全球新能源浪潮中，电池技术正成为决定未来竞争格局的关键因素。
Blackstone Resources AG凭借其创新的3D打印电池技术，试图在这场激烈的竞争中脱颖而出。
然而，从技术创新到商业化的道路并非一帆风顺，公司面临着诸多挑战。
本文将深入剖析Blackstone Resources的发展历程、技术创新、商业前景以及所面临的困境，为读者呈现一个全面的图景。
公司背景：从资源开采到电池制造的全产业链布局
Blackstone Resources AG成立于1995年，最初专注于矿业和资源开采领域的投资。
公司创始人兼CEO Ulrich Robert Ernst怀揣着宏大的愿景—打造从资源开采到电池生产的可持续能源全产业链。
随着新能源产业的兴起，公司逐步将重心转向电池金属的投资，包括钴、锰、钼、石墨和锂等。
Blackstone Resources的战略布局并不局限于电池技术的开发，而是延伸到了上游资源开采领域。
公司在加拿大投资了Electra Battery Materials等稀土开采业务，并在挪威获得了申请多种稀土金属开采许可的权利。
这种从原材料到终端产品的全产业链布局，体现了公司对未来电池产业的长远规划和全面控制的野心。
2018年，Blackstone Resources在瑞士证券交易所上市，标志着公司进入了快速发展阶段。
同年，公司在德国萨克森州成立了子公司Blackstone Technology GmbH，专注于先进电池技术的研发。
这一战略布局为公司后续在3D打印电池领域的开拓奠定了基础。
Blackstone Technology GmbH 的曾经能查到的首席执行官是Holger Gritzka，Gritzka 领导3D打印电池技术的开发。
但他2022已经从Blackstone Technology离职。现任的Blackstone Tech的CEO是谁AM易道尚未可知。
技术创新：3D打印重塑电池制造
Blackstone Technology GmbH自称核心竞争力在于其独特的3D打印电池制造技术。
这项被称为「厚层技术」（Thick Layer Technology）的创新方法，不仅适用于传统的液态电解质电池，还可用于制造固态电池。
值得注意的是，其声称这项技术不仅适用于LFP（磷酸铁锂）电池，还适用于NMC（镍锰钴）电池，展现了其广泛的应用潜力。
技术发展时间线
Blackstone的3D打印电池技术经历了快速的发展历程：
- 2019年初，公司开始大规模投资电池技术研发。
- 2020年，Blackstone成功生产出世界首个具有厚印刷电极的功能性全电池，展示了其技术的快速进步。
- 2021年初，公司更进一步，开始测试首批3D打印固态电池原型，为未来的技术突破奠定了基础。
- 公司原计划在2021年夏季开始生产，但由于新冠疫情导致的交付问题和限制，生产设施的完工延迟了三个月。
3D打印技术在电池制造中的优势
提高能量密度：
通过3D打印技术，Blackstone可以制造更厚的能量存储层，从而提高电池的能量密度。
据公司声称，这种方法可以使LFP电池的能量密度达到220 Wh/kg，远高于目前市场上最先进的LFP电池约166 Wh/kg的水平。
对于未来的固态电池，公司预计能量密度将进一步提高70%。
降低生产成本：
Blackstone的3D打印技术有望将锂离子电池的制造成本降低30%，固态电池的制造成本更可能降低50%。
特别是在固态电池生产中，公司表示可以节省高达70%的传统资本支出。这一成本优势源于更高效的生产流程，减少了资本支出（CAPEX）和运营支出（OPEX）。
设计灵活性：
3D打印技术允许电池以几乎任何形状和尺寸进行制造，为电池在复杂或空间受限的环境中的集成提供了极大的灵活性。
这对于电动汽车制造商来说尤为重要，因为它们可以根据车辆设计的需求定制电池形状。
Blackstone特别强调，这一特性使其技术非常适合汽车行业，可以根据不同车型的需求定制电池尺寸和形状。
环境友好：
Blackstone的3D打印过程采用水基技术，避免了使用有毒物质，使生产过程更加安全和环保。
据公司介绍，这项技术还可以减少25%的能源消耗，并将干燥过程的能耗降低50%，从而大幅降低电池生产的碳足迹。
材料利用效率：
公司声称其技术可以减少10%的非储能材料使用，如铜和铝，进一步优化了电池的整体性能和成本结构。
以上3D打印优势是Blackstone公司自己声称的，公开信息并未公开许多可验证的技术成果。
Blackstone的专利分析
相比于Sakuu的专利池，无论是Blackstone Resource 还是Blackstone technology的专利都非常有限，公开能查到的专利只有七项，远低于Sakuu的专利数量。
如果仅筛选PCT专利来看，仅有三项，获得授权的PCT专利仅有一项。
而这项专利与固态电池和3D打印并无关联，有兴趣的读者可以仔细审阅。
与3D打印和固态电池唯一相关的专利如下：
本发明涉及一种用于生产储能源(5)的装置(10)，包括多个模块，所述模块包括第一电极模块、第二电极模块和堆叠模块。储能源包括电池(8)。电池(8)包含第一电极(1)、第二电极(2)和隔离层(20)。隔离层设置在第一电极(1)和第二电极(2)之间。第一电极模块包括用于生产第一电极(1)的第一丝网印刷装置(41)，第二电极模块包括用于生产第二电极(2)的第二丝网印刷装置(42)。
电极和隔板是使用丝网印刷油墨生产的。
离子导电聚合物可以包括线性或交联聚合物。盐含量可以在聚合物的0.1和2 mol/l之间。溶剂可以包含来自碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、松油醇、乙二醇、它们的衍生物及其混合物的组中的元素。电子导体可以包括金属或含碳化合物。活性材料和电子导体的质量分数可以包括丝网印刷油墨的20％至80％。活性物质可以包括碳、金属氧化物和导电聚合物。阴极的活性物质可以包含锂。除了碳之外，阳极的活性物质还可以包含氧化物、硫化物、硒化物、磷硫化物、氧化物卤化物和导电聚合物。
使用先前已知的方法仅生产了表面为20x20 mm至30x30mm的储能器。
然而，金属熔体（例如锂熔体）必须在使用前进行清洁，为此使用过滤器。然后可以使用增材制造工艺将过滤后的锂金属沉积到收集器或隔板上。
电池可以封闭在壳体中。这种壳体可以优选包含塑料材料，该塑料材料对用于第一和第二电极、分离层和电解质的所有物质具有抵抗性。可以使用增材制造工艺制造壳体。壳体可以配置为丝网印刷壳体，如下所述。例如，壳体可以包含下文提到的塑料材料之一。
AM易道点评，看上去Blackstone在3D打印固态电池应用的专利比较有限，且并没有说明使用何种3D打印技术完成电极、隔板或者壳体的打印。
相比于Sakuu大量的Binder Jetting的专利池，Blackstone的3D打印固态电池专利显得非常有限。
Blackstone公开的3D打印电池的工作原理
从公开信息可以查到，Blackstone的3D打印电池技术基于一种称为「3D筛网印刷」的方法。这个过程包括以下几个关键步骤：
1. 浆料准备：将活性材料、导电剂和粘合剂混合成金属浆料。
2. 筛网印刷：通过计算机生成的掩模，将浆料压入筛网进行印刷。
3. 层层堆叠：重复印刷过程，逐层堆叠电池组件。
4. 固化处理：每层印刷完成后进行固化处理，确保结构稳定。
5. 形状成型：通过控制印刷参数，可以制造出几乎任何形状的电池。
Screen Printing本质上是一种二维印刷方法，严格意义上很难定义为3D打印，AM易道也不确定Screen Printing技术是否已经在电池或者固态电池领域使用。
从Blackstone可以查到的专利来看，并无此描述的技术呈现。
Blackstone自称的生产计划
公司公开信息可以看到，其计划分三个阶段扩大生产规模：
第一阶段：年产能500MWh，预计在2022年底实现。
第二阶段：年产能提升至5GWh。
第三阶段：年产能超过10GWh，主要面向汽车行业，并计划在德国扩张并向全球拓展。
Blackstone的长期目标是实现每秒生产一个电池单元的生产速度。
公司在德国萨克森州的Döbeln建立了生产设施，选址考虑了靠近莱比锡、开姆尼茨和德累斯顿等城市的地理优势，以便于招聘合格员工，这体现了公司对未来大规模生产的战略布局。
截至2021年底，Döbeln工厂有14名员工，计划在次年扩大到38名。
战略合作与技术拓展
Blackstone已经与多家合作伙伴建立了战略合作关系，包括：
- Orten Electric Trucks、Voith SE和Ecovolta：合作开发电池系统并将其应用于电动巴士等领域。
- IBU-Tec：为Blackstone提供阴极材料。
- Zeiss集团：与其显微镜和工业计量部门合作，提供专业技术支持。
此外，公司还在与大众汽车洽谈，探讨将其电池技术整合到大众的电动汽车中的可能性。
Blackstone还在与Liovolt合作开发一种创新的双极电池设计。
这种锂离子电池由串联堆叠的电极组成，阴极和阳极材料被放置在同一个电极载体的两侧。
这一设计有望进一步提高电池的能量密度和充电速度。
钠离子电池项目
除了锂离子电池、固态电池，Blackstone还积极开发钠离子电池技术。
公司计划在2025年前将3D打印钠离子电池商业化，并首先应用于电动巴士。
为此，Blackstone计划投资3200万欧元在Döbeln的试点设施开发钠离子电池技术。
公司预计将从德国联邦经济和气候保护部获得高达2410万欧元的拨款，用于开发钠基固态电解质的吨级加工。
钠离子电池使用更易获取、成本更低的原材料，有望成为锂离子电池的有力补充，特别是在大规模能源存储等领域。
AM易道从其技术资料分析来看，不确定其在没有搞定锂离子和固态电池之前是否还有能力生产出先进的钠离子电池，令人怀疑。
Blackstone的财务和监管困境
2023年7月，Blackstone Technology GmbH申请破产保护，这一消息震惊了业界。
有报道指出，公司涉嫌补贴欺诈和运营问题，这严重影响了公司的财务稳定性和投资者信心。
更早的2023年2月，公司因未能及时公布2021年年度报告而被瑞士证券交易所暂停交易，这进一步加剧了公司的财务困境。
尽管面临这些困境，Blackstone此前已获得了大量外部资金支持。
公司从德国联邦经济部、萨克森州、瑞士和欧盟委员会等机构获得了超过3000万欧元的资金。
这些支持反映了政府和投资机构对3D打印电池技术潜力的认可，但也增加了公司在技术商业化方面的压力。
母公司Blackstone Resources AG在瑞士也面临监管困境。
公司被指控存在会计违规和市场操纵行为，导致其股票在交易所退市。
这些问题进一步复杂化了公司的财务状况和投资者关系。
5 月份，《经济周刊》报道称，人们对该成功案例存在严重怀疑。据此，3D打印机不可能批量生产电池。因为该系统无法正常工作。
黑石集团继续传播成功故事。政客们也为企业公关做文章：萨克森州州长迈克尔·克雷奇默在 3D 打印机前摆姿势，经济部长霍尔格·杜利格与格里茨卡的一块电池合影。
据说这些电池是假的。
员工和供应商已经等了几个月的钱，而首批员工最近几天在对黑石的诉讼中获得了成功。
开姆尼茨检察院正在以涉嫌补贴欺诈为由展开调查。
黑石集团没有回应《经济周刊》关于破产申请的问题。公司老板乌尔里希·恩斯特 (Ulrich Ernst) 5 月份表示，「可能会进行调查，并对其结果持积极态度」。
写在最后
截止AM易道发稿时，这家公司的状态似乎仍是处于濒临倒闭的边缘，以及面临许多诉讼风险。
比起Sakuu的案例，Blackstone公司无论从技术还是产品路线图上都给人比较模糊的感觉。
不论Blackstone是否能够继续存活，其公开信息提出了3D打印在提升能量密度、集成度以及制造随形电池方面的潜力；这些企业宣称的优势仍需可验证的技术与量产成果支持。
从Sakuu案例的多轮融资历史也能看出，只要涉及到电池领域的制造，就需要大规模的融资才能支持企业不断前进。
但这往往需要不断的技术积累和突破才能支持，若用一个新概念去弥补上一个新概念证伪后的坑，是难以持续的。
不论Blackstone未来几何，我们都希望能够看到3D打印在电池领域长足的发展和不断的应用突破。
同时，我们也鼓励大家深入思考：在电池制造领域，面对巨大的资金需求和技术挑战，初创3D打印公司应如何平衡创新与可持续发展？
Reference:
https://batteriesnews.com/battery-startup-blackstone-files-bankruptcy/
https://www.blackstoneresources.ch/en/investors/financial-reports/
https://www.electrive.com/2022/03/28/blackstone-announces-plans-for-3d-printed-sodium-ion-batteries/
https://3dprintingtoday.com/blackstone-develops-3d-printed-solid-state-batteries/
https://www.blackstoneresources.ch/en/about-blackstone/company-history/
https://www.blackstoneresources.ch/en/business-areas/battery-technology/battery-production-germany/
https://www.blackstoneresources.ch/wp-content/uploads/2022/09/2022_02_Praesentation_BSR_EN.pdf
https://www.3dnatives.com/en/blackstone-resources-3d-printing-efficient-battery-cells-141220216/#!
https://www.etmm-online.com/blackstone-develops-3d-printed-solid-state-batteries-a-981255/
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