要做“超级电池”的，不仅仅是特斯拉

身边不用电的东西越来越少，充电线越来越多，“电池的续航”已经成为了全球范围内的一个现象级的痛点。要解决这样的痛点，就需要一场现象级的革命，QZ 一篇巨长的文章详述了这场革命的诞生。

主角是华人科学家蒋业明，他是 2000-2010 年全球顶尖一百材料学家名人堂上的科技名人，全球总排名 66 位。他创办的锂电池企业 A123 于 2009 年 IPO，尽管短短三年后公司宣告破产，丝毫无损蒋业明在业界的声望和地位。

蒋业明其人

蒋业明出生在台湾，父亲是一名机车工程师。6 岁时，蒋业明的父亲将他带到了美国。白驹过隙，他被 MIT 录取，在学校结识了日美混血的发妻，于是扎根在了 MIT。蒋业明在 MIT 的平台上与风投资本合作，先后创办了 4 家初创公司，其中最近的一家就是做电池的 24M。

如今，57 岁的蒋业明留着灰白寸头，喜欢穿蓝色长袖衬衫。说话轻柔，总是在一句话结尾时露出两排白色的牙齿。他现在住在波士顿周边的一个农场，养着蜜蜂和鸡，有时也去附近打猎捕鱼。

磁带生产线竟然能用来生产锂电池

在美国密歇根州，XALT 运作着一家最现代、高效的电池厂，投资了 3 亿美元；特斯拉在内华达州的锂离子电池厂更是花费了 50 亿美金。尽管生产商不愿透露，分析师称锂离子电池组的成本大约是 500 美元/千瓦时，那 500 美元里，有 150 美元用在原材料上，另有 200 美元用在生产上。而汽油的单位成本仅为电池的四分之一。

电池生产的高昂成本是蒋业明的创业基础，但电池厂为什么这么大，还得回到锂离子电池的出身。这个出身竟与磁带有着千丝万缕的联系。

1990 年代初，基于磁带和镍镉电池两项科技，索尼做出了磁带摄像机（Camcorder）。索尼明白，消费者需要摄影，更需要便携的设备来实现这个功能。于是，研发更孝更强的电池成为了当务之急。1991 年，索尼将第一款锂离子电池推向商用，两年后发布的 TR1 8 毫米摄像机也就成为了世上第一款使用锂电池的摄像机。

随着锂电池的需求增长，如何大规模生产锂电池成为了索尼面临的新挑战。此时，索尼家的另一个产品，体积更小的光盘，开始侵吞磁带的市常于是，索尼工厂里大批的磁带生产设备开始闲置。生产磁带是一套复杂的工艺长长的生产线给胶片裹上磁性泥浆，干燥后再切成一条条细长的带子，卷起来。

似乎天意如此，这套闲置的设备竟然可以用来生产锂电池。

这套设备和操作设备的人，成为了世界的锂电池先驱。直至今天，锂电池的生产流程与当年并无太大不同。但摘去传奇故事的光环，这些设备其实非常的笨拙——块头大，效率低，电池至今仍无法撼动石油的地位。

最初的灵光一现

最初，蒋业明提出的解决方案是“液流电池”。

液流电池系统中通常包含两个容器，其中储存着液体化学溶剂，形成两个次系统。这两个次系统间的连接部分为发电区，以一个薄膜隔开。这两种化学溶剂，从它们所在容器流动到发电区，隔着薄膜产生离子交换，进行放电或储电。

增加锂电池的容量有两条路一是增加电池芯数量，二是增加能量密度。增加电池芯数量的话，镍和钴等金属的消耗将同比例增加，边际成本很高。而要增加液流电池的容量只需连接更大的液体仓，成本很低。缺点就是体积太大，因为液流电池的能量密度远远低于锂电池。

蒋业明想，为何不用锂电池的化学成分来造液流电池呢？这种结合的产物将拥有比液流电池更小的体积，比锂电池更低的生产成本。于是他把这个课题交给了一位本科生 Mihai Duduta，仅仅一个月后，Duhata 拿出了第一个工作原型。如此惊人的速度让所有人吃了一惊，蒋业明随即向投资人展示了原型，并获得了 1250 万美元的投资。有了弹药，24M 开工了。

只是，画面太美，世界把 24M 当成了挑战风车的唐吉坷德。

新概念走向死胡同

24M 的一个小实验吸引了他们的注意力。蒋业明要求团队生产一些锂离子静态电池作为对照，结果非常令人意外。他们用液流电池的泥浆制作了一些静态电池，并对它们进行数百次的充放电，电池容量竟然惊人地稳定。这一现象让一些年轻的员工，包括立下汗马功劳的 Duduta，对液流电池产生了怀疑。这些年轻人不像蒋业明那样痴迷于液流电池，他们开始认为静态的电池才是正确的出路。

24M 液流电池的成败，取决于能否找到合适的储液罐尺寸，来使液流电池的生产成本降到静态电池（static battery）之下。而直至 2010 年末，团队仍然没有找到这个“盈亏平衡点”。两派观点各执一词，蒋业明不认为“平衡点”是个问题，而他多年的合作伙伴 Craig Carter 却坚持要找到这个平衡点。Carter 招来一个小伙子，Jeff Disko，以不找到不罢休的精神，开始死磕各项参数。

接下来的两周时间里，Disko 加班加点对数据进行整理，Carter 则做了个软件，用于对电池参数进行可视化展示。两周后，他们终于找到了那个平衡点。结果是，要与化石能源竞争，锂离子液流电池将需要一个巨大的液流仓。要多大？大概相当于一座核电厂那么大。

这样的结果，不但 Carter 和 Disko 不敢相信，对于整个团队来说都是难以接受的。他们反复对数据进行核对，“不可能”的答案反复呈现。于是 2011 年初，他们举行了一次会议，会上他们向团队展示了研究结果除非是要为一座城市供能，否则还是用静态电池比较划算。

假如没有磁带，人们将怎样生产锂电池？

与许多初创公司一样，当初灵机一动的点子都会死在商业化的道路上。开完会两天后，蒋业明宣布放弃液流电池，公司将研发一种静态电池。24M 把做过的事情归零，思绪回到了锂电池诞生的地方如果索尼当初没有那堆闲置的磁带生产机器，他们会怎样生产锂电池呢？

Duduta 戴上了黑色的橡胶手套，开始在真空盒子里手工制作电池。几个同事也陆续加入了纯手动模式的行列，直到逐渐形成了一条手工的生产线。熟能生巧，到后来，他们手动生产一块手机电池大小的单元只需 6 分钟。

经过黑暗中的摸索，团队对生产工艺反复改进，最终打造出了一个生产平台，让电池的能量密度和生产速度都发生了质的变化。新技术让导电剂保持液态，省却了原本漫长的干燥过程，使生产时间大大缩短。另一方面，新技术能减少电池内部 80% 的不产生电能的组件，让电池内部空间使用率更高。

尽管产品与最初的概念有些出入，投资人对 24M 取得的进展非常满意，于是新的投资也接踵而至，让 24M 的总融资额达到 5450 万美元。一位投资人说他们的新电池有 50% 的机会将摩尔定律带到一个新的领域（电池）。

4M 要颠覆的未来

蒋业明正在启动 2000-3000 万美元第三轮融资，新的资金将用于研发一种机器，能在 2-10 秒内产出一个电池芯。这个机器不生产用于汽车的电池，而是用于为家庭和设施供电的固定电电池。

新机器能以 160 美元的成本生产任何锂离子电池，蒋业明预测，到 2020 年这个数字还将降到 85 美元，比期传统锂电池低 30%（考虑传统锂电池成本的下降）。最重要的是，这套机器定价大概在 1100 万美元左右，将能有效吸引创业公司进入锂电池领域。

综上，如果 24M 的机器能够造出来，并成功推向市场，将带来一场毋庸置疑的革命。尽管这可能把困难说得太简单，毕竟很多企业都在“造出来”和“商业化”这两个环节倒下。