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麻省理工学院材料科学教授蒋业明研发的新型电池,改变了电动汽车的未来。
这是一辆世界上速度最快的电动摩托车。在YouTube视频中,驾驶员“热胎”(让后轮转起来加热轮胎)之后,黑色的赛车立刻被一团白色的浓烟包围住。浓烟还没散去,驾驶员坐正其位,按下开关,摩托车风一般向前窜出。不到1秒钟,车子就加速到每小时60英里(97公里)。再过几秒钟,赛车已越过四分之一英里的标志线,时速达到168英里(257公里),足以与汽油驱动的赛车相媲美。
这款超级电动摩托车的名字是KillaCycle,其动力来自A123 Systems公司所开发的新型的锂离子电池。A123Systems创业于马萨诸塞州的沃特镇,是那里几家开发类似技术的公司之一。该公司生产的电池所储的能量是油电混合动力车所使用的镍氢电池的数倍,而且,前者可以提供阵发的能量,以满足高性能的要求。与便携电子产品中所用的锂离子电池相比,这种新型电池有了根本性的改进,从而为长期停滞不前的电动汽车市场(在美国仅占汽车市场的1%的份额)注入了活力。A123 Systems的电池引起了通用公司的特殊兴趣,被用作配有汽油发电机的Vol汽车上,并开始了实验期。新车型计划将于今年上半年投入批量生产。
过去,汽车制造商将电动车的销路不佳归咎于它采用的铅酸电池或镍氢电池。这两种电池过于笨重,使车辆行程受限;又过于庞大,占了车辆相当部分体积。传统的锂离子电池虽然是轻多了,也紧凑多了,但对于电动车辆来说,性价比达不到要求。部分原因是这些电池使用了锂钴氧化物电极,而锂钴氧化物是不稳定的,用它作电极的电池使用两三年就会老化,一旦受冲击、挤压、超载或过热,就会燃烧起来。一些汽车制造商试图绕开这些问题,结果证明代价高昂。
A123 Systems的电池终于使锂离子技术用于汽车工业成为现实。这种电池的电极材料不用钴氧化物,而是采用经过微量金属改性的锂磷酸盐的纳米颗粒。由此制成的电池即使在事故中受挤压也不易着火,同时也比传统的锂离子电池要耐用得多:据A123 Systems公司预计,这种电池的使用期限会超过一般汽车的寿命。
这款新型电池的良好前景使A123 Systems公司成为美国资本蜂拥角逐的技术创业公司之一,迄今已获得1.48亿美金的风险投资。A123 Systems利用这些资金,着手推进雄心勃勃的商业计划,从完善材料、制造电池、直到将电池销售到汽车业和电动工具业的客户。
A123 Systems为通用汽车公司Volt汽车所设计的电池,所储能量足以行驶40英里的距离,可以满足日常上班族的需求。(更长的行程中,汽油发电机将启动,为电池充电,使行驶距离超过400英里)。通用汽车公司为该车预定的价格是3万到3.5万美元,在该车推出的最初几年,这种价格下的销量可达几十万辆。J.D.Power and Associates公司估计,到2014年,通用公司可售出约30万辆这种汽车。
材料至关重要
2001年初,一位26岁名叫里奥·富洛普(Rio Fulop)的委内瑞拉企业家,未经约见就踏进了麻省理工学院材料科学教授蒋业明的办公室。蒋回忆说:“他突然出现,直接就敲开我的门”。富洛普已建立了三家风险投资公司,希望有人帮他创建一家电池公司。他知道蒋业明正在从事一项涉及纳米技术的电池研究。80年代后期,蒋业明曾与他人合作,成功创建了一家新创公司,但他的大部分时间是用于研究纳米技术和先进陶瓷化学的。
那年秋天,富洛普、蒋业明以及蒋先前在风险投资中认识的巴特·赖利(Bart Riiey)共同建立了A123 Syetems公司。他们计划将蒋的一个创造性的想法商业化:蒋业明认为,材料经过充分熔合后,会自发组装而形成能工作的电池。这一过程将会使储存的能量翻番,同时降低制造成本。
蒋的宏伟想法打动了投资者。到2001年年底,他们从不同的风险投资公司取得的第一批资助已达830万美金。摩托罗拉公司和高通公司对此也很感兴趣,觉得可以为其便携式电子产品配置更好的电池,于是,他们很快追加了400万美金。但是,人们很快就明白了,要想制造出可商用的自装配电池,还需要几年的时间。蒋说,这项技术“还处于相当初级的阶段。”
然而,2002年初。蒋业明有了一个惊人的发现,完全改变了公司的方向。他原来研究的是锂磷酸盐,它不同于其它锂离子电池所采用的材料,无毒、安全、而且价格便宜。然而,它有一些严重的缺点。它储存的能量要比传统的锂离子电池的电极材料锂钴氧化物所储的少,因而不适于便携电子产品的使用,因为对后者而言,储存能量的大小是至关重要的。第二个缺点是,它充放电很慢,因而不适合高能耗产品,例如,油电混合动力车。即使对于完全电动的车辆(它用的电池组数要比油电混合动力车用的要多很多),这种新材料所提供的能量也不够。
因此,蒋开始加入微量金属以进行改性。不久,该材料的放电速度就已经相当高了。2002年年中,他飞到加州蒙特里市参加一个会议,并将他的发现做了报告。那时,他的一位研究生仍在麻省理工学院继续试验。在蒋要发言之前,该材料的放电速度已达到他将要宣布的4倍。他说:“到这个时候,我们就明白了,我们已经得到了一些特别有意义的东西。”
最后,蒋业明说明,这个新材料释放阵发电能的速率可以达到传统的锂离子电池的10倍。他详细研究了这种高性能材料后确定,这种高性能取决于所用颗粒的大小(小于100纳米)以及添加的微量金属。他说,这两个因素的综合,使原子在材料放电或充电时重新排列的方式发生了根本性改变。
对于所有的锂离子电池来说,电流的产生都是通过锂离子在两电极之间穿梭,而电子则在一个外部电路中运动。蒋业明对于锂铁磷酸盐的早期试验表明,当锂离子进出电极时,含有锂的那部分材料会与不含锂的那部分分开。这样就会使材料的晶体结构发生变化,性能就会恶化。但是,蒋也发现,当锂铁磷酸盐的颗粒非常小,而且电极通过加入其它金属(或“杂质”)而发生变性的时候,材料晶体结构发生的变化就会小得多。于是,锂离子就可以较快进出电极,而不会导致材料性能的恶化。总之,蒋业明发现,改性后的材料充电和放电的速度比普通的锂铁磷酸盐快,而且寿命也更长。
虽然新的电池材料看起来非同寻常,但蒋很快了解到,它对便携电子产品而言并非理想。对于这种重量轻、体积小、可以提供大的阵发能量的电池来说,当时看来并无成形的市场。它自然适用于油电混合驱动的车辆,但后者不过刚刚在
A123 Systems公司简介
A123 Systems公司于2001年在麻省理工学院成立,3位创办人中,一位是麻省理工学院的材料科学与工程学华人教授蒋业明,一位是担任市场部副总裁的麻省理工学院商业研究顾问里克·菲勒普(Ric Fulop),另一位是担任研发部副 总裁的康乃尔大学材料科学博士巴特·莱利(Bart Riley)。
公司刚成立时,员工只有5人,资金来源只有从美国能源部申请来的科技项目经费lO万美元,剩下的,只有从麻省理工学院拿出来的O,5克材料。到2007年初,A123的资本已经激增到1.02亿美元,员工人数超过250人,来自《财富》前500强的企业订单超过1亿美元。
A123 Systems的营运总部设在美国麻省的水城(Watertown),主要材料研究中心在密执安州的安阿伯(AnnArbor),直接管理的封装与系统设计中心设在麻省的霍普金顿(Hopkinton)。现在,A123 Systems在中国投资的独资企业包括:常州高博能源材料有限公司、常州高博能源技术有限公司,以及镇江高博能源技术有限公司,主要从事新型高能锂离子电池及锂离子电池材料的开发、制造和销售。专业生产电动汽车及混合动力汽车用锂离子电池。
公司董事会成员与大股东包括摩托罗拉、通用电气、高通、宝洁,和多次慧眼成功投资苹果、思科、谷歌的红杉创投等。公司不仅与通用汽车和通用电气合作开发汽车与公交车用的磷酸锂铁电池模块,也获得了美国能源部1500万美元的新一代混合动力车电池的研发合约。这1500万美元的合约由美国能源部和美国高级电池联盟(The United States AdvancedBakery Consortium,USABC)一起颁发的。这个高级电池联盟则是由戴姆勒奔驰集团、福特汽车和通用汽车合组的研发联合体,每年预算的50%来自能源部。这是A123 Systems同时获得国家和国际汽车巨头重视与信任的重要象征。
公司的核心竞争优势是将锂离子电池的磷酸锂铁正极材料制造成均匀的纳米级超小颗粒,因颗粒和总表面面积剧增而大幅提升电池的高放电功率,整体稳定度和循环寿命却不受影响。现在,一般的锂离子正极材料粉体颗粒比A123的大约100倍,若要制成小颗粒便会产生稳定性和安全性同时减弱的副作用,以致必须面对放电功率难以提高的限制。此外,电池以特殊材质的石墨为负极,极大地提高了磷酸铁锂电池的倍率性能和使用寿命,目前A123systems电芯均为圆柱型锂电池。
A123与电动摩托车厂KillaCycle合作,采用990颗A123电池芯的电池模块(相当于350马力),创下时速156英里,0到60英里加速只需1.5秒,跑完0.25英里只需8.16秒的世界纪录。
2009年3月,根据美国能源部的先进技术汽车制造业激励计划,A123提交了申请贷款18亿美元,以支持在密执安州建立世界一流的锂离子电池生产基地。此方案全面运作后,A123厂房预计占地面积为700万平方英尺,同时创造14000个就业机会。这些工厂将生产电池和系统,以满足A123的广泛的汽车客户的投资组合,目前包括7个汽车制造商和19个车型,包括混合动力汽车和电动车。
市场上出现。蒋业明不知道,当时已经有一家大的电动工具公司,正在悄悄地研究新一代的无绳电动工具,也正为找不到适合其需要的电池而着急呢。
强力启动
2003年,百得公司(Black and Decker)的代表与富洛普和A123 Systems的首席执行官戴夫·维欧(Dave Vieau)见了面,并告诉他们,百得公司想制造一种无绳电动工具,其性能要优于有绳的电动工具。A123 Systems的材料看来正符合他们的要求。以短的阵发方式,它可提供高于市电的功率。而且,它还有其它特别适合建筑工地的优良性能。比如,它可以很快充电(12分钟或更短时间内,充电量可达80%)。比起锂钴氧化物的内置T型电池来,它可在恶劣环境中工作而不会着火。
至少在理论上是如此。当富洛普和维欧首次与百得公司的代表见面时,他们手里仅有一个0.5克重的电池模型,和为报告准备的PowerPoint幻灯片。百得公司要的是能生产几百万块电池的厂家,江说:“我们过去将重点放在材料上面,但我们得学会设计制造完整的电池。”
在与百得签订最初的协议后不到一年,A123 Systems已制造出可以商业化生产的电池。2005年11月,其第一批产品在亚洲走下装配线。不到3年时间,公司从制造钱币大小的演示电池,发展到建造50米长的涂层机和拥有数百名员工、28,000平方米厂房的工厂。2006年,消费者就已经可以买到百得公司售出的新型专业电动工具所用的电池。A123Systems的电池产量在短期内就达到了每年数百万块。
为汽车充电
与此同时,由于丰田正开始主导油电混合驱动车的市场,通用汽车公司也在重新考虑公司的技术战略。混合驱动车依靠汽油发动机提供大部分所需能量,仅在部分时间使用电池。通用汽车公司决定开发一种顾客可以在其日常行驶中完全不用汽油的汽车。要达到这个目标,汽车制造商需要可靠的高性能电池。于是,通用找上A123 Systems的门来。
通用汽车公司储能系统部主管丹尼丝·格雷(DeraseGray)说,通用公司明白,它需要的是锂离子电池,因为这种电池具有所需的电能储量。但公司也明白,以目前的技术水平。锂离子电池还不能胜任这项工作。虽然,笔记本电脑所用的锂离子电池可以经过500次完全的充放电循环,仍然可以保持其储能功能,但汽车的用户并不会愿意每18个月买一块新电池。A123 Systems公司预测,他们所生产的新型电池即使每天充放电,至少可用15年。A123 Systems的电池不但比其它锂离子电池更为安全,而且可以在更低的温度下工作。格雷指出,这就使人们容易地将几百块电池组装成为一块大电池。
A123 Systems开发的、用于电动汽车的电池是圆柱形的,但其为Volt汽车所开发的电池是平板形的,这是为了节省空间,同时也为了更为有效地散热。电池单元组装成完整的电池后呈T形,差不多有两米长。2008年,该电池已经装进作路面试验的汽车样机。同年晚些时候,A123 Systems扩大了生产规模,以满足客户预定的需求。由A123 Systems的技术所驱动的第一批汽车将在今年驶下装配线。(通用汽车公司也在对另一家公司生产的电池进行试验,以最后决定选用哪家的电池,或两者都用。——编注)
如果Volt汽车受到欢迎,电动汽车最终将开始投放市场——这会减少温室气体的排放和汽油的消费。由电能研究所和自然资源保护委员会开展的一项最新研究表明,在2010年到2050年之间,类似通用汽车公司那样的电动车辆将会减少数十亿吨温室气体的排放。一项通用电气公司的研究则表明,到2030年,路面上跑的一半车辆将是电动的,美国的汽油消费将每天减少600万桶。
A123 Systems开发的这类电池引起的反响将远远超出Volt汽车的范围。即使以内燃机为发动机的汽车,其设计也会改变,会更多地依赖于电能:最简单的例子是,车内配有由增强的交流发动机来充电的专用电池,它们允许驾驶员在汽车遇到红灯后将发动机关闭,而一踩油门马上就可以起动。对于传统的油电混合动力车,A123 Systems的电池能提供与镍氢电池一样多的电能,但只有其五分之一的重量。插电型混合动力车接上标准插座就能充电,新的电池也会给它带来好处。事实上,A123 Systems的电池将装备在插电型土星SUV中,后者也将在今年上市。
未来的汽车,不管它是如何设计的,都将在更大程度上依赖于电能。蒋业明说:“我们还未上场。现在路上到处跑的并不是Volt汽车。至于新电池会对石油供应和温室气体产生深远影响的潜力,我原来并未想到可以做到这些。开始研究的时候肯定没有想到。”
这是一辆世界上速度最快的电动摩托车。在YouTube视频中,驾驶员“热胎”(让后轮转起来加热轮胎)之后,黑色的赛车立刻被一团白色的浓烟包围住。浓烟还没散去,驾驶员坐正其位,按下开关,摩托车风一般向前窜出。不到1秒钟,车子就加速到每小时60英里(97公里)。再过几秒钟,赛车已越过四分之一英里的标志线,时速达到168英里(257公里),足以与汽油驱动的赛车相媲美。
这款超级电动摩托车的名字是KillaCycle,其动力来自A123 Systems公司所开发的新型的锂离子电池。A123Systems创业于马萨诸塞州的沃特镇,是那里几家开发类似技术的公司之一。该公司生产的电池所储的能量是油电混合动力车所使用的镍氢电池的数倍,而且,前者可以提供阵发的能量,以满足高性能的要求。与便携电子产品中所用的锂离子电池相比,这种新型电池有了根本性的改进,从而为长期停滞不前的电动汽车市场(在美国仅占汽车市场的1%的份额)注入了活力。A123 Systems的电池引起了通用公司的特殊兴趣,被用作配有汽油发电机的Vol汽车上,并开始了实验期。新车型计划将于今年上半年投入批量生产。
过去,汽车制造商将电动车的销路不佳归咎于它采用的铅酸电池或镍氢电池。这两种电池过于笨重,使车辆行程受限;又过于庞大,占了车辆相当部分体积。传统的锂离子电池虽然是轻多了,也紧凑多了,但对于电动车辆来说,性价比达不到要求。部分原因是这些电池使用了锂钴氧化物电极,而锂钴氧化物是不稳定的,用它作电极的电池使用两三年就会老化,一旦受冲击、挤压、超载或过热,就会燃烧起来。一些汽车制造商试图绕开这些问题,结果证明代价高昂。
A123 Systems的电池终于使锂离子技术用于汽车工业成为现实。这种电池的电极材料不用钴氧化物,而是采用经过微量金属改性的锂磷酸盐的纳米颗粒。由此制成的电池即使在事故中受挤压也不易着火,同时也比传统的锂离子电池要耐用得多:据A123 Systems公司预计,这种电池的使用期限会超过一般汽车的寿命。
这款新型电池的良好前景使A123 Systems公司成为美国资本蜂拥角逐的技术创业公司之一,迄今已获得1.48亿美金的风险投资。A123 Systems利用这些资金,着手推进雄心勃勃的商业计划,从完善材料、制造电池、直到将电池销售到汽车业和电动工具业的客户。
A123 Systems为通用汽车公司Volt汽车所设计的电池,所储能量足以行驶40英里的距离,可以满足日常上班族的需求。(更长的行程中,汽油发电机将启动,为电池充电,使行驶距离超过400英里)。通用汽车公司为该车预定的价格是3万到3.5万美元,在该车推出的最初几年,这种价格下的销量可达几十万辆。J.D.Power and Associates公司估计,到2014年,通用公司可售出约30万辆这种汽车。
材料至关重要
2001年初,一位26岁名叫里奥·富洛普(Rio Fulop)的委内瑞拉企业家,未经约见就踏进了麻省理工学院材料科学教授蒋业明的办公室。蒋回忆说:“他突然出现,直接就敲开我的门”。富洛普已建立了三家风险投资公司,希望有人帮他创建一家电池公司。他知道蒋业明正在从事一项涉及纳米技术的电池研究。80年代后期,蒋业明曾与他人合作,成功创建了一家新创公司,但他的大部分时间是用于研究纳米技术和先进陶瓷化学的。
那年秋天,富洛普、蒋业明以及蒋先前在风险投资中认识的巴特·赖利(Bart Riiey)共同建立了A123 Syetems公司。他们计划将蒋的一个创造性的想法商业化:蒋业明认为,材料经过充分熔合后,会自发组装而形成能工作的电池。这一过程将会使储存的能量翻番,同时降低制造成本。
蒋的宏伟想法打动了投资者。到2001年年底,他们从不同的风险投资公司取得的第一批资助已达830万美金。摩托罗拉公司和高通公司对此也很感兴趣,觉得可以为其便携式电子产品配置更好的电池,于是,他们很快追加了400万美金。但是,人们很快就明白了,要想制造出可商用的自装配电池,还需要几年的时间。蒋说,这项技术“还处于相当初级的阶段。”
然而,2002年初。蒋业明有了一个惊人的发现,完全改变了公司的方向。他原来研究的是锂磷酸盐,它不同于其它锂离子电池所采用的材料,无毒、安全、而且价格便宜。然而,它有一些严重的缺点。它储存的能量要比传统的锂离子电池的电极材料锂钴氧化物所储的少,因而不适于便携电子产品的使用,因为对后者而言,储存能量的大小是至关重要的。第二个缺点是,它充放电很慢,因而不适合高能耗产品,例如,油电混合动力车。即使对于完全电动的车辆(它用的电池组数要比油电混合动力车用的要多很多),这种新材料所提供的能量也不够。
因此,蒋开始加入微量金属以进行改性。不久,该材料的放电速度就已经相当高了。2002年年中,他飞到加州蒙特里市参加一个会议,并将他的发现做了报告。那时,他的一位研究生仍在麻省理工学院继续试验。在蒋要发言之前,该材料的放电速度已达到他将要宣布的4倍。他说:“到这个时候,我们就明白了,我们已经得到了一些特别有意义的东西。”
最后,蒋业明说明,这个新材料释放阵发电能的速率可以达到传统的锂离子电池的10倍。他详细研究了这种高性能材料后确定,这种高性能取决于所用颗粒的大小(小于100纳米)以及添加的微量金属。他说,这两个因素的综合,使原子在材料放电或充电时重新排列的方式发生了根本性改变。
对于所有的锂离子电池来说,电流的产生都是通过锂离子在两电极之间穿梭,而电子则在一个外部电路中运动。蒋业明对于锂铁磷酸盐的早期试验表明,当锂离子进出电极时,含有锂的那部分材料会与不含锂的那部分分开。这样就会使材料的晶体结构发生变化,性能就会恶化。但是,蒋也发现,当锂铁磷酸盐的颗粒非常小,而且电极通过加入其它金属(或“杂质”)而发生变性的时候,材料晶体结构发生的变化就会小得多。于是,锂离子就可以较快进出电极,而不会导致材料性能的恶化。总之,蒋业明发现,改性后的材料充电和放电的速度比普通的锂铁磷酸盐快,而且寿命也更长。
虽然新的电池材料看起来非同寻常,但蒋很快了解到,它对便携电子产品而言并非理想。对于这种重量轻、体积小、可以提供大的阵发能量的电池来说,当时看来并无成形的市场。它自然适用于油电混合驱动的车辆,但后者不过刚刚在
A123 Systems公司简介
A123 Systems公司于2001年在麻省理工学院成立,3位创办人中,一位是麻省理工学院的材料科学与工程学华人教授蒋业明,一位是担任市场部副总裁的麻省理工学院商业研究顾问里克·菲勒普(Ric Fulop),另一位是担任研发部副 总裁的康乃尔大学材料科学博士巴特·莱利(Bart Riley)。
公司刚成立时,员工只有5人,资金来源只有从美国能源部申请来的科技项目经费lO万美元,剩下的,只有从麻省理工学院拿出来的O,5克材料。到2007年初,A123的资本已经激增到1.02亿美元,员工人数超过250人,来自《财富》前500强的企业订单超过1亿美元。
A123 Systems的营运总部设在美国麻省的水城(Watertown),主要材料研究中心在密执安州的安阿伯(AnnArbor),直接管理的封装与系统设计中心设在麻省的霍普金顿(Hopkinton)。现在,A123 Systems在中国投资的独资企业包括:常州高博能源材料有限公司、常州高博能源技术有限公司,以及镇江高博能源技术有限公司,主要从事新型高能锂离子电池及锂离子电池材料的开发、制造和销售。专业生产电动汽车及混合动力汽车用锂离子电池。
公司董事会成员与大股东包括摩托罗拉、通用电气、高通、宝洁,和多次慧眼成功投资苹果、思科、谷歌的红杉创投等。公司不仅与通用汽车和通用电气合作开发汽车与公交车用的磷酸锂铁电池模块,也获得了美国能源部1500万美元的新一代混合动力车电池的研发合约。这1500万美元的合约由美国能源部和美国高级电池联盟(The United States AdvancedBakery Consortium,USABC)一起颁发的。这个高级电池联盟则是由戴姆勒奔驰集团、福特汽车和通用汽车合组的研发联合体,每年预算的50%来自能源部。这是A123 Systems同时获得国家和国际汽车巨头重视与信任的重要象征。
公司的核心竞争优势是将锂离子电池的磷酸锂铁正极材料制造成均匀的纳米级超小颗粒,因颗粒和总表面面积剧增而大幅提升电池的高放电功率,整体稳定度和循环寿命却不受影响。现在,一般的锂离子正极材料粉体颗粒比A123的大约100倍,若要制成小颗粒便会产生稳定性和安全性同时减弱的副作用,以致必须面对放电功率难以提高的限制。此外,电池以特殊材质的石墨为负极,极大地提高了磷酸铁锂电池的倍率性能和使用寿命,目前A123systems电芯均为圆柱型锂电池。
A123与电动摩托车厂KillaCycle合作,采用990颗A123电池芯的电池模块(相当于350马力),创下时速156英里,0到60英里加速只需1.5秒,跑完0.25英里只需8.16秒的世界纪录。
2009年3月,根据美国能源部的先进技术汽车制造业激励计划,A123提交了申请贷款18亿美元,以支持在密执安州建立世界一流的锂离子电池生产基地。此方案全面运作后,A123厂房预计占地面积为700万平方英尺,同时创造14000个就业机会。这些工厂将生产电池和系统,以满足A123的广泛的汽车客户的投资组合,目前包括7个汽车制造商和19个车型,包括混合动力汽车和电动车。
市场上出现。蒋业明不知道,当时已经有一家大的电动工具公司,正在悄悄地研究新一代的无绳电动工具,也正为找不到适合其需要的电池而着急呢。
强力启动
2003年,百得公司(Black and Decker)的代表与富洛普和A123 Systems的首席执行官戴夫·维欧(Dave Vieau)见了面,并告诉他们,百得公司想制造一种无绳电动工具,其性能要优于有绳的电动工具。A123 Systems的材料看来正符合他们的要求。以短的阵发方式,它可提供高于市电的功率。而且,它还有其它特别适合建筑工地的优良性能。比如,它可以很快充电(12分钟或更短时间内,充电量可达80%)。比起锂钴氧化物的内置T型电池来,它可在恶劣环境中工作而不会着火。
至少在理论上是如此。当富洛普和维欧首次与百得公司的代表见面时,他们手里仅有一个0.5克重的电池模型,和为报告准备的PowerPoint幻灯片。百得公司要的是能生产几百万块电池的厂家,江说:“我们过去将重点放在材料上面,但我们得学会设计制造完整的电池。”
在与百得签订最初的协议后不到一年,A123 Systems已制造出可以商业化生产的电池。2005年11月,其第一批产品在亚洲走下装配线。不到3年时间,公司从制造钱币大小的演示电池,发展到建造50米长的涂层机和拥有数百名员工、28,000平方米厂房的工厂。2006年,消费者就已经可以买到百得公司售出的新型专业电动工具所用的电池。A123Systems的电池产量在短期内就达到了每年数百万块。
为汽车充电
与此同时,由于丰田正开始主导油电混合驱动车的市场,通用汽车公司也在重新考虑公司的技术战略。混合驱动车依靠汽油发动机提供大部分所需能量,仅在部分时间使用电池。通用汽车公司决定开发一种顾客可以在其日常行驶中完全不用汽油的汽车。要达到这个目标,汽车制造商需要可靠的高性能电池。于是,通用找上A123 Systems的门来。
通用汽车公司储能系统部主管丹尼丝·格雷(DeraseGray)说,通用公司明白,它需要的是锂离子电池,因为这种电池具有所需的电能储量。但公司也明白,以目前的技术水平。锂离子电池还不能胜任这项工作。虽然,笔记本电脑所用的锂离子电池可以经过500次完全的充放电循环,仍然可以保持其储能功能,但汽车的用户并不会愿意每18个月买一块新电池。A123 Systems公司预测,他们所生产的新型电池即使每天充放电,至少可用15年。A123 Systems的电池不但比其它锂离子电池更为安全,而且可以在更低的温度下工作。格雷指出,这就使人们容易地将几百块电池组装成为一块大电池。
A123 Systems开发的、用于电动汽车的电池是圆柱形的,但其为Volt汽车所开发的电池是平板形的,这是为了节省空间,同时也为了更为有效地散热。电池单元组装成完整的电池后呈T形,差不多有两米长。2008年,该电池已经装进作路面试验的汽车样机。同年晚些时候,A123 Systems扩大了生产规模,以满足客户预定的需求。由A123 Systems的技术所驱动的第一批汽车将在今年驶下装配线。(通用汽车公司也在对另一家公司生产的电池进行试验,以最后决定选用哪家的电池,或两者都用。——编注)
如果Volt汽车受到欢迎,电动汽车最终将开始投放市场——这会减少温室气体的排放和汽油的消费。由电能研究所和自然资源保护委员会开展的一项最新研究表明,在2010年到2050年之间,类似通用汽车公司那样的电动车辆将会减少数十亿吨温室气体的排放。一项通用电气公司的研究则表明,到2030年,路面上跑的一半车辆将是电动的,美国的汽油消费将每天减少600万桶。
A123 Systems开发的这类电池引起的反响将远远超出Volt汽车的范围。即使以内燃机为发动机的汽车,其设计也会改变,会更多地依赖于电能:最简单的例子是,车内配有由增强的交流发动机来充电的专用电池,它们允许驾驶员在汽车遇到红灯后将发动机关闭,而一踩油门马上就可以起动。对于传统的油电混合动力车,A123 Systems的电池能提供与镍氢电池一样多的电能,但只有其五分之一的重量。插电型混合动力车接上标准插座就能充电,新的电池也会给它带来好处。事实上,A123 Systems的电池将装备在插电型土星SUV中,后者也将在今年上市。
未来的汽车,不管它是如何设计的,都将在更大程度上依赖于电能。蒋业明说:“我们还未上场。现在路上到处跑的并不是Volt汽车。至于新电池会对石油供应和温室气体产生深远影响的潜力,我原来并未想到可以做到这些。开始研究的时候肯定没有想到。”