叫板特斯拉超級工廠(chǎng)，24M徹底改變了鋰電池

本周一上午，馬薩諸塞州坎布里奇（Cambridge, Mass.）電池公司24M在花了四年半時(shí)間完善技術(shù)、爭取投資人和戰略合作伙伴之后，終于從隱身模式中浮出水面。

 

憑借其半固態(tài)鋰離子電池，24M為該產(chǎn)業(yè)帶來(lái)兩樣新東西：一是該技術(shù)本身——更為廉價(jià)，對環(huán)境更為友好（無(wú)溶劑、更易回收）；二是徹底重塑鋰離子電池制造的成本效益結構的希望。

 

24M華裔首席談鋰離子電池技術(shù)大突破

 

在周一的一次采訪(fǎng)中，聯(lián)合創(chuàng )始人兼首席執行官斯魯普·懷爾德（Throop Wilder）和聯(lián)合創(chuàng )始人兼首席科學(xué)家蔣業(yè)明（Yet-Ming Chiang）博士介紹了個(gè)中的詳情，以及此項技術(shù)的重要性。

 

 

 

 

蔣業(yè)明表示，鋰離子電池已經(jīng)誕生了相當一段時(shí)間，最早于1991年實(shí)現商業(yè)化，雖然這些年來(lái)得到了顯著(zhù)改進(jìn)，但其生產(chǎn)工藝并未發(fā)生根本性的改觀(guān)。目前的做法是先將活性物質(zhì)做成墨水，涂到金屬箔片上，干燥并壓實(shí)。隨后將這些箔片進(jìn)行分切與裝配，再注入電解液。高速干燥工序需要在可達數百英尺長(cháng)的“卷對卷”生產(chǎn)線(xiàn)上完成。這就意味著(zhù)你需要建設規模極大、造價(jià)極高的工廠(chǎng)。

 

蔣業(yè)明稱(chēng)，其背后的鋰離子化學(xué)反應存在諸多優(yōu)勢，而鋰本身并不昂貴。當今電池的高成本跟電池的設計與生產(chǎn)工藝有著(zhù)更大的關(guān)系。

 

“解剖一枚現在用的普通電池，你會(huì )發(fā)現很多薄層。一毫米厚度內就有大約25個(gè)分層。這很大程度上是因為最初有必要將這些極片做得非常之薄，使電池能在適當時(shí)間內完成充放電。”

 

24M所做的就是改用半固態(tài)鋰離子，蔣業(yè)明用花生醬來(lái)比喻其粘稠度。這樣一來(lái)，他們就可以采用一種厚得多的電極來(lái)達到類(lèi)似的性能。

 

“在本例中，如果將兩者做一個(gè)對比，那么在一毫米厚度內我們只排五層，這樣絕大部分就成了儲能電極……我們免除了80%的非活性物質(zhì)內容。”

特斯拉的千兆工廠(chǎng)還沒(méi)建成就要out了？

 

 

結果呢？每顆電池的成本顯著(zhù)降低

 

24M公司的設計還徹底免去了干燥這道工序，這就壓縮了所需的工廠(chǎng)規模，因為如此之長(cháng)的“卷對卷”干燥空間就不再是必須。此種工藝將生產(chǎn)時(shí)間壓縮了80%，從而全盤(pán)顛覆了生產(chǎn)中的成本與效益結構。它使更加模塊化的生產(chǎn)方式成為可能，而且證明這不必是一個(gè)資本密集型的產(chǎn)業(yè)。蔣業(yè)明稱(chēng)，一旦得到全方位部署，24M的生產(chǎn)方式不僅能將鋰離子電池的生產(chǎn)成本在當前基礎上削減50%，而且還能從根本上改變該行業(yè)的整個(gè)成本結構。

 

“按照傳統的鋰離子電池生產(chǎn)工藝，復雜的流程導致你需要投資幾十億美元才能起步。而為了加快生產(chǎn)速度，你不得不趕在極片卷繞之前完成干燥，這就意味著(zhù)長(cháng)生產(chǎn)線(xiàn)和大型工廠(chǎng)。”

 

蔣業(yè)明認為，人們不用投資至少幾十億美元起步，可能只消投入幾千萬(wàn)美元（也許低至1,200萬(wàn)美元）建造一家規模小得多的模塊化工廠(chǎng)（當然，產(chǎn)量也會(huì )少一些）就可以了。如果你進(jìn)一步完善該模塊化微型工廠(chǎng)的設計與開(kāi)發(fā)，你還可以迅速擴大生產(chǎn)規模。

 

“這是一種模塊化的生產(chǎn)方式。就好比一臺極其高效的桌面打印機相對于一臺印刷機。”

 

CEO懷爾德稱(chēng)，在A(yíng)輪與B輪融資中，24M從查爾斯河創(chuàng )投（Charles River Ventures）和北橋創(chuàng )投（North Bridge Venture Partners）等風(fēng)險資本公司以及業(yè)內一大批大型戰略合作伙伴那里籌集到了5,000萬(wàn)美元資本。其中包括一家未具名全球生產(chǎn)商——它正致力于24M有意部署的小型生產(chǎn)廠(chǎng)的設計；IHI——一家建造并擁有發(fā)電廠(chǎng)的日本工業(yè)制造公司；還有泰國國家石油公司（PPT）——泰國前國有油氣公司。

 

PPT之所以選擇投資，是因為“他們想動(dòng)手建造一批集成蓄電能力的發(fā)電廠(chǎng)……因此我們戰略合作伙伴中的生產(chǎn)商與客戶(hù)形成了絕妙的互補。”

未來(lái)幾年中，24M將是一家值得關(guān)注的公司。

 

“按照目前的時(shí)間線(xiàn)，我們目前在馬薩諸塞州坎布里奇有一家自動(dòng)化的低產(chǎn)量試點(diǎn)工廠(chǎng)。我們當下正在開(kāi)發(fā)一家高產(chǎn)量工廠(chǎng)，預計于2017年年中啟動(dòng)，但具體選址尚未確定。”

 

該公司擁有八項已經(jīng)獲批的“廣泛”專(zhuān)利，另有“75項正在申請中”，目前已在坎布里奇生產(chǎn)了近10,000顆電池。一個(gè)明確提出的目標便是維持技術(shù)優(yōu)勢，即使是在設計改變、業(yè)內出現創(chuàng )新的情況下。懷爾德認為，持續演化不可避免，而該公司的平臺就是為適應預期中的未來(lái)改變而設計的。換言之，大量的鋰離子化學(xué)反應都可能改換成變成半固態(tài)材料應用到生產(chǎn)流程中。

 

“它將任何鋰離子化學(xué)反應和鋰離子供給鏈的全部能量都利用了起來(lái)，而當新型的鋰離子化學(xué)反應可供利用時(shí)，它也會(huì )做好準備。這不是一種新的化學(xué)反應——而是一個(gè)圍繞電池設計的平臺，因此也就意味著(zhù)簡(jiǎn)單得多的電池設計和生產(chǎn)工藝。”

 

鑒于有如此多創(chuàng )新即將來(lái)臨，特斯拉（Tesla）的幾十億美元工廠(chǎng)是否推進(jìn)得太早了些？它是不是投資了一種有朝一日可能就要過(guò)時(shí)的生產(chǎn)工藝？

 

蔣業(yè)明的回答頗為巧妙。

 

“作為一個(gè)行業(yè)，如果我們成功地降低了成本，推進(jìn)了普及，那么我們將需要更多的千兆工廠(chǎng)……改變難免會(huì )發(fā)生——我們就代表了改變。只要我們朝著(zhù)正確的方向前進(jìn)，跟隨一個(gè)不斷壯大的巨型市場(chǎng)，很多事情將是順水推舟。”

 

歸根結底，蔣業(yè)明認為，鋰離子電池產(chǎn)業(yè)很大一部分其實(shí)都被過(guò)去所桎梏，需要一場(chǎng)重新發(fā)明。

 

“假設我們今天從一張白紙開(kāi)始構思，我們將想要一種能量密度極高的技術(shù)，出色的能量轉換效率以及極為低廉的化學(xué)成本。我們不會(huì )選擇眼下正在使用的這種方式。我們會(huì )選擇一種遠遠更加精簡(jiǎn)高效的方式，也就是24M正在實(shí)踐的方式。”