成本降低一半 這家公司給出了鋰離子電池的另一種解決方案
舉目望去，我們日常所用的便攜設備都在用鋰離子電池供電。他們之所以能夠很好地勝任工作是因為足夠小、輕、充電快、壽命長。
但是，鋰離子電池還不夠好。比如用它供能的電動車，接近一半的成本是電池成本，導致價格相比傳統內燃機沒有優勢。能量密度也不夠高，導致汽車續航能力較低。
因此，世界各國的科學家們都在致力于提高能量密度，降低成本。而政府們也出臺各項政策，予以資金扶持。例如中國推出的中國制造2025技術發展路線圖，明確提出了鋰電池的發展目標。美國最近也提出“電池500”，要求研發比能500wh/kg的電池。
要增加鋰電池的容量，要么增加它的能量密度，要么把它做大。對鋰電池來說，要增加能量密度，要么榨干現有材料，或者換一個。這對于很多科學家來說已經感到絕望了。元素周期表被世界各國材料科學家們來來回回翻了個底朝天，成效并不理想。
做大很容易，特斯拉已經用在汽車上了。但他們會快速變貴，因為他們需要更多地昂貴金屬，例如鎳和鈷，作為鋰電池的電極。
除了研發新材料，還有其他辦法沒有？有！美籍臺灣人、MIT材料科學教授蔣業明（Yet-Ming Chiang）創辦的24M公司，走的是另外一條路——革新工藝。
Yet-Ming Chiang，左側坐者
有數據顯示，一個鋰電池組平均成本只有30%是材料成本，而40%的成本是在制造工藝上。所以，從工藝上下手也是有空間的。
24M改變的關鍵在于它的鋰離子電池用的是半固態電極，而傳統鋰離子電池是固態電極。
在傳統鋰離子電池中，大量的電極薄層堆積在一起成為一個電池。而24M將傳統鋰離子電池的活躍電極厚度提高了5倍，更厚的電極意味著更大的儲能。更重要的是，此舉摒棄了80%的支撐結構。
24M電池結構（左）與傳統鋰離子電池結構（右）
Chiang的發明，始于他的MIT實驗室，通過混合粉末形成電極，再與液態電解液一起形成一個泥漿。這項設計使得24M提高了材料的儲能，在相同重量下，它們比傳統鋰電池的儲能高出15到25個百分點。
新設計同樣讓電池更快、更便宜制作。24M采用的新工藝取消了鋰電池傳統生產中捆綁、干燥、溶劑回收等工藝。因此，將鋰電池的生產周期從數天變成了幾個小時。
工藝的改進不僅僅體現在快上，鋰電池工程的建設費用也將大幅減少。一座典型鋰離子工廠要花掉1億美元建設。特斯拉就大手筆50億美元建了一個。而半固態鋰電池少了很多工藝，所以工廠建設時間只需要五分之一，花費也可能只有十分之一。
24M試點生產線
新電池還更靈活和模塊化。制造規模可大可小，以適應客戶的需求，即使是小規模鋰離子電池的生產成本也可以非常經濟。
該工藝也非常環境友好。24M的無溶液制造平臺使得回收鋰離子電池變得非常簡單。
如果此項技術成功，24M目標是在2020年將鋰電池生產成本降低到100美元千瓦每小時，而目前普遍是200到250美元。如此電動車才能在在成本上與內燃機競爭。
值得一提的是，Yet-Ming Chiang也是大名鼎鼎的A123電池公司創始人。A123于2010年被出售。
參考資料：
24M’s Batteries Could Better Harness Wind and Solar Power
材料牛編輯整理。
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