美國顛覆性電池突破？華裔大牛發明3件套，液電竟續航1600公里?

你能想象液態鋰電池續航1600公里嗎？現在還在開發的固態電池領頭羊豐田都不敢這麼說，特斯拉model 3 2024版好不容易續航600，這時候已經哭暈在廁所了。但美國一家初創公司2月13日卻宣稱，他們開發了一種顛覆性的電池技術，徹底解決了鋰枝晶問題，提高了鋰金屬電池的安全性、循環壽命和能量密度，可以生產續航達1600公里的電池組，是不是完爆現在所有的鋰離子電池，和正在開發的所有固態電池？那麼這個消息究竟可不可信，這個電池什麼時候能夠投入使用呢？

這家公司就是位於馬薩諸塞州劍橋的24M，可能很多人都不怎麼熟悉，但提起它的創始人蔣業明，業界卻是鼎鼎大名。蔣業明出生於臺灣，現在是麻省理工學院材料系教授，2009年當選美國國家工程院院士，谷歌學術上H指數達到了107，也就是說至少有107篇論文至少被引用了107次，總引用4萬多次，是材料領域響噹噹的大牛。

24M宣佈的顛覆性電池技術，是一種專爲鋰金屬電池開發的革命性新型電解質Eternalyte，可以顯著提高電動汽車、能源存儲和消費應用中鋰金屬電池的循環壽命和倍率能力。將Eternalyte與該公司最近開發的ETOP和Impervio技術結合起來，相當於給鋰電池套上了三駕馬車，爲未來實現可持續能源提供了優異的電池技術套件。

是不是不明覺厲？那這三駕馬車究竟是怎麼回事，有什麼過人之處呢？

第一駕馬車ETOP，直譯就是電極到包技術，是指把電極直接封裝到電池組中，無需單獨的電池和模塊。目前的鋰離子電池使用單個電池構建模塊和電池組，外殼內含有大量支撐金屬和塑料，增加了重量和製造成本，降低了能量密度。

ETOP去除了這些不必要的材料，在降低成本的同時實現了最高的能量密度，封裝效率可以超過70%，是當前最高的電池組級體積利用率。

簡而言之，像特斯拉model Y用2170電池，電池組裏有4400個電池，換成4680也有830個，ETOP技術就是把這些電池的外殼和輔料都去掉，直接在裏面排布電極，肯定會極大地提高能量密度。

第二駕馬車Impervio是新型電池隔膜，使用專有技術阻止鋰枝晶的生長，並通過持續監控電池，在潛在短路發生之前進行放電和關閉，從而實現整個電池組的安全。

隔膜是電池最關鍵的組件，把正負極電解液隔開，鋰枝晶刺穿隔膜就可能發生災難性事件。

24M通過與沒有使用Impervio隔膜的基準電池進行對比測試，包括用不鏽鋼污染正極，故意暴露負極上的銅，其他電池都迅速短路，而使用了Impervio隔膜的電池，則抑制了枝晶生長，完全沒有任何問題。

第三駕馬車Eternallyte電解質，則是專門針對鋰金屬負極的低成本解決方案。

目前主流鋰離子電池採用石墨負極，理論容量只有372mAh/g，而鋰金屬負極高達3860mAh/g，被認爲是鋰電池的終極解決方案。但鋰金屬負極電池的鋰枝晶問題卻一直無法解決，並且和鋰金屬負極一起使用的液態電解質循環壽命也極差，尤其是快速充電更是慘不忍睹，導致電池很快就會報廢。

Eternallyte則完美解決了這個問題，它和Impervio一起使用，可以完全阻止所有鋰枝晶的生長，實現極爲優異的循環性能，以及很低的內阻。

爲了證明這一點，24M對使用Eternallyte電解質的鋰金屬電池進行了測試，其電池單體能量密度爲391Wh/kg，ETOP封裝電池組能量密度爲350Wh/kg，在1C充放電速率下循環次數超過500次，仍然保持了83%的容量，這意味着每次充電可以行駛1600公里，整個生命週期內可以行駛80萬公里。

我對這個關鍵指標有點存疑，不知24M是如何計算出來的，因爲350Wh/kg似乎達不到這個成績，但大量減少電池金屬外殼和使用鋰金屬負極，確實可能導致電池能量密度大增，翻兩三倍也是有可能的。

另外一個測試是用鋰-鋰標準電池（li-li base cells），這是一種用來測試不同鋰負極改性方法對循環穩定性和鋰沉積過電位影響的標準測試電池，在連續4C倍率的充放電中，可以實現3000次以上的循環而不會發生短路或內阻增大。這意味着它具有極爲出色的倍率性能，也就是高倍率充放電條件下的性能表現，可以實現快速充電。

是不是太厲害了？如果真的能夠達到如此優異的性能，那麼這可能真的就像24M說的一樣，是一種革命性的新型電解質，使用24M電池技術的三駕馬車，可以完全解決目前鋰金屬負極面臨的各種挑戰，包括安全性、循環壽命和倍率能力，打造更高效、更低成本的下一代鋰電池，讓電動汽車可以正式與燃油車進行面對面的肉搏戰了。

但24M真的就那麼厲害，一家初創公司，還沒有什麼產品，就想推翻現有的動力電池格局，把鋰離子電池拉下馬來，是不是太自不量力了？目前我還沒找到Impervio隔膜和Eternallyte電解質是什麼成分，24M似乎也諱莫如深，可能是出於保密的原因吧，但這樣也可能被人認爲是畫PPT，吹牛來吸引投資。

目前能看到的24M信息還不多，他們計劃在今年實現批量生產演示，明年或後年全面推向市場。我看到很多新型電池研發，似乎都嚴格保密，比如美國的QuantumScape、日本豐田、臺灣輝能，還有中國的幾大巨頭，更是什麼都不肯透露，只說性能，不談數據，這可能都是因爲競爭太激烈了，而最終勝出的就是那麼一兩種技術，未來對電池的巨大需求，已讓新型電池的研發白熱化，各種技術和方法層出不窮，大量資金投入其中，你稍微透露一點，可能就被別人學走了，所以24M究竟開發到什麼程度了，外界可能還真的一無所知，只能根據他們的隻言片語做出判斷。

24M創始人蔣業明說，傳統電池生產的基本工藝已經30多年沒有改變了，24M徹底改造了製造工藝和電池/電池組設計，創建了一整套新型電池解決方案，讓鋰金屬負極電池等下一代技術成爲可能。看起來真的非常自信，可以說確實是在顛覆現有鋰離子電池技術，無論如何，電動汽車、電動飛機、儲能領域都纔剛起步，究竟哪種技術能夠笑到最後，還有待時間的檢驗。不管能不能成功，成功的是不是24M，他們的探索都是最爲寶貴的財富。