似乎天意如此,這套閑置的設(shè)備竟然可以用來(lái)生產(chǎn)鋰電池。
這套設(shè)備和操作設(shè)備的人,成為了世界的鋰電池先驅(qū)。直至今天,鋰電池的生產(chǎn)流程與當(dāng)年并無(wú)太大不同。但摘去傳奇故事的光環(huán),這些設(shè)備其實(shí)非常的笨拙——塊頭大,效率低,因此電池至今仍無(wú)法撼動(dòng)石油的地位。
最初的靈光一現(xiàn)
最初,蔣業(yè)明提出的解決方案是“液流電池”。
液流電池系統(tǒng)中通常包含兩個(gè)容器,其中儲(chǔ)存著液體化學(xué)溶劑,形成兩個(gè)次系統(tǒng)。這兩個(gè)次系統(tǒng)間的連接部分為發(fā)電區(qū),以一個(gè)薄膜隔開(kāi)。這兩種化學(xué)溶劑,從它們所在容器流動(dòng)到發(fā)電區(qū),隔著薄膜產(chǎn)生離子交換,進(jìn)行放電或儲(chǔ)電。
增加鋰電池的容量有兩條路:一是增加電池芯數(shù)量,二是增加能量密度。增加電池芯數(shù)量的話(huà),鎳和鈷等金屬的消耗將同比例增加,邊際成本很高。而要增加液流電池的容量只需連接更大的液體倉(cāng),成本很低。缺點(diǎn)就是體積太大,因?yàn)橐毫麟姵氐哪芰棵芏冗h(yuǎn)遠(yuǎn)低于鋰電池。
蔣業(yè)明想,為何不用鋰電池的化學(xué)成分來(lái)造液流電池呢?這種結(jié)合的產(chǎn)物將擁有比液流電池更小的體積,比鋰電池更低的生產(chǎn)成本。于是他把這個(gè)課題交給了一位本科生 Mihai Duduta,僅僅一個(gè)月后,Duhata 拿出了第一個(gè)工作原型。如此驚人的速度讓所有人吃了一驚,蔣業(yè)明隨即向投資人展示了原型,并獲得了 1250 萬(wàn)美元的投資。有了彈藥,24M 開(kāi)工了。
只是,畫(huà)面太美,世界把 24M 當(dāng)成了挑戰(zhàn)風(fēng)車(chē)的唐吉坷德。
新概念走向死胡同
24M 的一個(gè)小實(shí)驗(yàn)吸引了他們的注意力。蔣業(yè)明要求團(tuán)隊(duì)生產(chǎn)一些鋰離子靜態(tài)電池作為對(duì)照,結(jié)果非常令人意外。他們用液流電池的泥漿制作了一些靜態(tài)電池,并對(duì)它們進(jìn)行數(shù)百次的充放電,電池容量竟然驚人地穩(wěn)定。這一現(xiàn)象讓一些年輕的員工,包括立下汗馬功勞的 Duduta,對(duì)液流電池產(chǎn)生了懷疑。這些年輕人不像蔣業(yè)明那樣癡迷于液流電池,他們開(kāi)始認(rèn)為靜態(tài)的電池才是正確的出路。
24M 液流電池的成敗,取決于能否找到合適的儲(chǔ)液罐尺寸,來(lái)使液流電池的生產(chǎn)成本降到靜態(tài)電池(static battery)之下。而直至 2010 年末,團(tuán)隊(duì)仍然沒(méi)有找到這個(gè)“盈虧平衡點(diǎn)”。兩派觀點(diǎn)各執(zhí)一詞,蔣業(yè)明不認(rèn)為“平衡點(diǎn)”是個(gè)問(wèn)題,而他多年的合作伙伴 Craig Carter 卻堅(jiān)持要找到這個(gè)平衡點(diǎn)。Carter 招來(lái)一個(gè)小伙子,Jeff Disko,以不找到不罷休的精神,開(kāi)始死磕各項(xiàng)參數(shù)。
接下來(lái)的兩周時(shí)間里,Disko 加班加點(diǎn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理,Carter 則做了個(gè)軟件,用于對(duì)電池參數(shù)進(jìn)行可視化展示。兩周后,他們終于找到了那個(gè)平衡點(diǎn)。結(jié)果是,要與化石能源競(jìng)爭(zhēng),鋰離子液流電池將需要一個(gè)巨大的液流倉(cāng)。要多大?大概相當(dāng)于一座核電廠那么大。
這樣的結(jié)果,不但 Carter 和 Disko 不敢相信,對(duì)于整個(gè)團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)都是難以接受的。他們反復(fù)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行核對(duì),“不可能”的答案反復(fù)呈現(xiàn)。于是 2011 年初,他們舉行了一次會(huì)議,會(huì)上他們向團(tuán)隊(duì)展示了研究結(jié)果:除非是要為一座城市供能,否則還是用靜態(tài)電池比較劃算。
假如沒(méi)有磁帶,人們將怎樣生產(chǎn)鋰電池?
與許多初創(chuàng)公司一樣,當(dāng)初靈機(jī)一動(dòng)的點(diǎn)子都會(huì)死在商業(yè)化的道路上。開(kāi)完會(huì)兩天后,蔣業(yè)明宣布放棄液流電池,公司將研發(fā)一種靜態(tài)電池。24M 把做過(guò)的事情歸零,思緒回到了鋰電池誕生的地方:
如果索尼當(dāng)初沒(méi)有那堆閑置的磁帶生產(chǎn)機(jī)器,他們會(huì)怎樣生產(chǎn)鋰電池呢?
Duduta 戴上了黑色的橡膠手套,開(kāi)始在真空盒子里手工制作電池。幾個(gè)同事也陸續(xù)加入了純手動(dòng)模式的行列,直到逐漸形成了一條手工的生產(chǎn)線。熟能生巧,到后來(lái),他們手動(dòng)生產(chǎn)一塊手機(jī)電池大小的單元只需 6 分鐘。
經(jīng)過(guò)黑暗中的摸索,團(tuán)隊(duì)對(duì)生產(chǎn)工藝反復(fù)改進(jìn),最終打造出了一個(gè)生產(chǎn)平臺(tái),讓電池的能量密度和生產(chǎn)速度都發(fā)生了質(zhì)的變化。新技術(shù)讓導(dǎo)電劑保持液態(tài),省卻了原本漫長(zhǎng)的干燥過(guò)程,使生產(chǎn)時(shí)間大大縮短。另一方面,新技術(shù)能減少電池內(nèi)部 80% 的不產(chǎn)生電能的組件,讓電池內(nèi)部空間使用率更高。
盡管產(chǎn)品與最初的概念有些出入,投資人對(duì) 24M 取得的進(jìn)展非常滿(mǎn)意,于是新的投資也接踵而至,讓 24M 的總?cè)谫Y額達(dá)到 5450 萬(wàn)美元。一位投資人說(shuō):
他們的新電池有 50% 的機(jī)會(huì)將摩爾定律帶到一個(gè)新的領(lǐng)域(電池)。