超級電池

呂　靜

A123系統(tǒng)的一種新型鋰離子電池，可能會幫助電動車和混合動力車成為路上的主要車型

這是世界上最快的電動摩托車。在流行的YouTube錄像里，黑色的改裝高速車一眨眼就消失在一團煙霧中。在不到1秒鐘之內(nèi)，摩托車加速到每小時60邁，7分鐘之后，能達到每小時168邁的速度，這種車已經(jīng)足以和燃氣動力賽車相競爭了。

驅(qū)動這種“殺手級”賽車的正是由A123系統(tǒng)研發(fā)的一種專利鋰離子電池，這種技術在美國麻省水城起步。其電池儲存的電量是鎳氫電池的2倍，可以在短時間內(nèi)釋放大量能量，以滿足高性能機車的需要。鋰電的終極修改版也可以用在便攜的電子裝置中，此技術可以啟動長期徘徊不前的電動車市場。通用汽車對A123的電池很有興趣，目前，正在一款有汽油發(fā)動機的電動車伏特(Volt)上測試這種電池，該款車型最早可以在2010年進入批量生產(chǎn)。

材料問題

早在2001年的早期，一位26歲名叫里克·福勒浦的委內(nèi)瑞拉企業(yè)家未經(jīng)預約就走進了麻省理工學院材料科學教授蔣業(yè)明的辦公室。如今福勒浦已找到了愿意幫助啟動電池公司的三個風險投資公司。蔣業(yè)明在做包含納米技術的電池研究，他把絕大部分時間都用在了研究納米技術和先進的陶瓷化學上。

到了那年秋天的時候，福勒浦、蔣業(yè)明和一個蔣業(yè)明曾經(jīng)的合作人、工程師巴特萊利合作創(chuàng)建A123公司。他們的目的就是想讓蔣業(yè)明的想法商業(yè)化，即將各種材料組裝起來做成電池，這個過程要求降低生產(chǎn)成本的同時又盡可能多地提高能量儲存。

蔣業(yè)明的想法與投資商一拍即臺，到了2001年底，第一輪來自不同風險資本投資公司的投資是830萬美元。摩托羅拉和高通也看好這種可用在便攜式電子產(chǎn)品上的電池前景，很快又追加了400萬美元的投資。但是，人們很快認識到，這種商用自裝配電池要變成現(xiàn)實還需要過幾年，用蔣業(yè)明的話說就是：“這種技術還相當初級?！?/p>

早在2002年，蔣業(yè)明做出了一個可以完全改變公司方向的發(fā)現(xiàn)，他用一種不同于用在其他鋰離子電池上的材料，即無毒、安全和價格便宜的鋰鐵離子磷酸鹽開始研究，但是這種材料卻顯出嚴重的缺點。它儲存的能量要比常規(guī)鋰離子電池中的鋰鈷氧化物電極材料少，還有，它似乎不適合用在能儲十分重要的便攜電器上。還有，就是它充電放電都很慢，這就使得它無法用在需要大馬力的混合型電動汽車或純電動車上，后者需要比混合型汽車更多的電池，這種材料不能釋放足夠的動力。

于是，蔣業(yè)明開始通過添加痕量金屬元素來改進這種材料。很快，這種材料就可以用相對高的速度放電了，在2002年中期的時候，他飛到加利福尼亞的蒙特里，在一次會議上向人們展示了他的研究成果，在他去開會的時候，麻省理工學院的一個研究生繼續(xù)做他原來的實驗。與此同時，蔣業(yè)明按計劃發(fā)言說：這種材料的充電和放電速度是他原來所宣布的4倍。他說：“在這一點上，我們知道我們有了特別的發(fā)現(xiàn)?！?/p>

最終，蔣業(yè)明證明該材料能以10倍于常規(guī)鋰離子電池的速度來釋放電脈沖。

強有力的起點

2003年，百得公司的代表會見了福勒浦和A123的CEO大衛(wèi)·維歐，說他們想制造比插在墻上的電動工具更好用的無線纜電動工具，A123的材料似乎就是最佳選擇。因為在很短的時間內(nèi)，它就能為家用線路輸送大量電能，此外，還有許多其他特征使其對建筑工地也很有吸引力，比如它充電快(在12分鐘內(nèi)就能充到80％的電量)，而且不像那種用鋰鈷氧化物所制造的電池，它能在粗放處置下使用，不會起火。

至少這一切在理論上是講得通的，而當初福勒浦和維歐會見百得代表時，他們手里只有一個電池模型，半克重的材料和一份幻燈片介紹材料，而百得公司需要的是一個能年產(chǎn)百萬電池的公司。正如蔣業(yè)明所說的：“他們對材料很有熱情，但我們所需要學會的是如何能制造出完好的電池?！?/p>

然而，在與百得簽下最初協(xié)議的一年之內(nèi)，A123就生產(chǎn)出了一種商業(yè)化可用電池，到了2005年11月，其最早的產(chǎn)品已經(jīng)在亞洲的裝配線下線。接下來，在不到3年時間里，該公司從造出硬幣大小的示范電池一直發(fā)展到建成50米長的涂層機，終于建成28000平方米的工廠，現(xiàn)已擁有數(shù)百名員工。到了2006年，消費者已經(jīng)可以買到百得新品專業(yè)工具的電池。而后，在很短的時間內(nèi)，A123公司就達到了年產(chǎn)幾百萬電池的規(guī)模。

給汽車充電

與此同時，通用汽車公司也和豐田公司一樣，開始重新考慮將主要技術策略放在混合機車的業(yè)務上。混合機車只是在部分時間使用電池，絕大部分的動力還是靠汽油機提供的。通用汽車公司決定研制出一種讓消費者日常駕駛完全不用汽油的車子。

雖然一個筆記本鋰離子電池在容量耗盡之前可以完全充放電500次，但沒有一個車主愿意每過18個月就買一個新電池。根據(jù)A：123的預測，他們的電池在每天充電的基礎上可連續(xù)用超過15年，而且還要比其他鋰離子電池更安全。

A123為電動工具設計的電池是圓柱形狀的，而為伏特設計的電池是扁平的，這是為了節(jié)省空間和更有效地散熱。這些電池被組裝到一個約2米長的T型電池盒中。今年，這些電池就將被裝到機車原型上做路試，今年的晚些時候，A123計劃提高電池的產(chǎn)量來滿足預期的需要。第一批由A123電池驅(qū)動的汽車將于2010年下線(通用汽車也在測試另外一家公司的電池，屆時可能二選一或兩家的電池都用)。

假如伏特車受到歡迎，電動車最終可以開始起步，那么它們勢必會降低溫室氣體的釋放和汽油的消耗。最近一項由美國電力研究所和自然資源保護委員會所做的研究建議，類似于通用汽車公司的電動車能夠在2010到2050年之間減少數(shù)十億噸的溫室氣體。而通用汽車的一項研究則顯示，假如在2030年上路的汽車有一半為電動的話，那么，美國的日汽油消耗就將縮減到600萬桶。

A123電池的影響可能遠遠超出伏特車之外。在常規(guī)的混合動力車中，A123的新版電池可以輸送比一般鎳氫電池大得多的動力，而這種電池的體積卻僅僅為鎳氫電池的1／5。新電池也會讓插入式混合機車受益，因為它可以從一個標準的電源插座充電，實際上，A：123的電池也可能會用在充電插入式運動型多用途汽車土星混合車上，土星是一家通用的子公司，這款車將于將于2010年問世。

不管如何設計，未來的汽車都將更多地依賴電力。蔣業(yè)明說：“我們還沒有做成，現(xiàn)在世面上還沒有伏特車，但是無論是對原油供應還是溫室氣體問題，這種電池都有可能產(chǎn)生巨大的影響?！?/p>