成本降低一半 这家公司给出了锂离子电池的另一种解决方案
举目望去，我们日常所用的便携设备都在用锂离子电池供电。他们之所以能够很好地胜任工作是因为足够小、轻、充电快、寿命长。
但是，锂离子电池还不够好。比如用它供能的电动车，接近一半的成本是电池成本，导致价格相比传统内燃机没有优势。能量密度也不够高，导致汽车续航能力较低。
因此，世界各国的科学家们都在致力于提高能量密度，降低成本。而政府们也出台各项政策，予以资金扶持。例如中国推出的中国制造2025技术发展路线图，明确提出了锂电池的发展目标。美国最近也提出“电池500”，要求研发比能500wh/kg的电池。
要增加锂电池的容量，要么增加它的能量密度，要么把它做大。对锂电池来说，要增加能量密度，要么榨干现有材料，或者换一个。这对于很多科学家来说已经感到绝望了。元素周期表被世界各国材料科学家们来来回回翻了个底朝天，成效并不理想。
做大很容易，特斯拉已经用在汽车上了。但他们会快速变贵，因为他们需要更多地昂贵金属，例如镍和钴，作为锂电池的电极。
除了研发新材料，还有其他办法没有？有！美籍台湾人、MIT材料科学教授蒋业明（Yet-Ming Chiang）创办的24M公司，走的是另外一条路——革新工艺。
Yet-Ming Chiang，左侧坐者
有数据显示，一个锂电池组平均成本只有30%是材料成本，而40%的成本是在制造工艺上。所以，从工艺上下手也是有空间的。
24M改变的关键在于它的锂离子电池用的是半固态电极，而传统锂离子电池是固态电极。
在传统锂离子电池中，大量的电极薄层堆积在一起成为一个电池。而24M将传统锂离子电池的活跃电极厚度提高了5倍，更厚的电极意味着更大的储能。更重要的是，此举摒弃了80%的支撑结构。
24M电池结构（左）与传统锂离子电池结构（右）
Chiang的发明，始于他的MIT实验室，通过混合粉末形成电极，再与液态电解液一起形成一个泥浆。这项设计使得24M提高了材料的储能，在相同重量下，它们比传统锂电池的储能高出15到25个百分点。
新设计同样让电池更快、更便宜制作。24M采用的新工艺取消了锂电池传统生产中捆绑、干燥、溶剂回收等工艺。因此，将锂电池的生产周期从数天变成了几个小时。
工艺的改进不仅仅体现在快上，锂电池工程的建设费用也将大幅减少。一座典型锂离子工厂要花掉1亿美元建设。特斯拉就大手笔50亿美元建了一个。而半固态锂电池少了很多工艺，所以工厂建设时间只需要五分之一，花费也可能只有十分之一。
24M试点生产线
新电池还更灵活和模块化。制造规模可大可小，以适应客户的需求，即使是小规模锂离子电池的生产成本也可以非常经济。
该工艺也非常环境友好。24M的无溶液制造平台使得回收锂离子电池变得非常简单。
如果此项技术成功，24M目标是在2020年将锂电池生产成本降低到100美元千瓦每小时，而目前普遍是200到250美元。如此电动车才能在在成本上与内燃机竞争。
值得一提的是，Yet-Ming Chiang也是大名鼎鼎的A123电池公司创始人。A123于2010年被出售。
参考资料：
24M’s Batteries Could Better Harness Wind and Solar Power
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