周一上午,馬薩諸塞州坎布里奇(Cambridge, Mass.)電池公司24M在花了四年半時間完善技術(shù)、爭取投資人和戰(zhàn)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)帶來兩樣新東西:一是該技術(shù)本身——更為廉價,對環(huán)境更為友好(無溶劑、更易回收);二是徹底重塑鋰離子電池制造的成本效益結(jié)構(gòu)的希望。
在周一的一次采訪中,聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)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)博士向我補充介紹了個中的詳情,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(dāng)一段時間,最早于1991年實現(xiàn)商業(yè)化,雖然這些年來得到了顯著改進,但其生產(chǎn)工藝并未發(fā)生根本性的改觀。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。隨后將這些箔片進行分切與裝配,再注入電解液。高速干燥工序需要在可達數(shù)百英尺長的“卷對卷”生產(chǎn)線上完成。這就意味著你需要建設(shè)規(guī)模極大、造價極高的工廠。
蔣業(yè)明稱,其背后的鋰離子化學(xué)反應(yīng)存在諸多優(yōu)勢,而鋰本身并不昂貴。當(dāng)今電池的高成本跟電池的設(shè)計與生產(chǎn)工藝有著更大的關(guān)系。
“解剖一枚現(xiàn)在用的普通電池,你會發(fā)現(xiàn)很多薄層。一毫米厚度內(nèi)就有大約25個分層。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(dāng)時間內(nèi)完成充放電。”
24M所做的就是改用半固態(tài)鋰離子,蔣業(yè)明用花生醬來比喻其粘稠度。這樣一來,他們就可以采用一種厚得多的電極來達到類似的性能。
“在本例中,如果將兩者做一個對比,那么在一毫米厚度內(nèi)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(nèi)容?!?/em>
結(jié)果呢?每顆電池的成本顯著降低。
24M公司的設(shè)計還徹底免去了干燥這道工序,這就壓縮了所需的工廠規(guī)模,因為如此之長的“卷對卷”干燥空間就不再是必須。此種工藝將生產(chǎn)時間壓縮了80%,從而全盤顛覆了生產(chǎn)中的成本與效益結(jié)構(gòu)。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資本密集型的產(chǎn)業(yè)。蔣業(yè)明稱,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(dāng)前基礎(chǔ)上削減50%,而且還能從根本上改變該行業(yè)的整個成本結(jié)構(gòu)。