無負極鋰金屬電池商業化 (首批客戶是無人飛機 )

一家總部位於馬薩諸塞州的創業公司表示，它正在做一些其它公司無法做到的事情：銷售鋰金屬電池。這種鋰金屬電池是由現在的鋰離子電池發展出來的，是一種「無負極」電池，以極輕薄的鋰金屬箔片替代鋰離子電池的負極—石墨，可以讓鋰離子電池能量密度倍增。

鋰金屬電池（Lithium-Metal Battery），是由「固體能源系統」（SolidEnergy Systems）公司 開發出的一種新型電池，現在還處於研發階段。畢業於麻省理工學院（MIT）的華人科學家胡啟朝（Qichao Hu）於2012年創立了固體能源系統，過去5年一直致力於研究如何提高鋰電池的能量密度。

SolidEnergy鋰金屬電池的能量密度是目前鋰離子電池的2倍，體積可以縮小一半。

「固體能源系統」的資料顯示，鋰金屬電池可以將現在的鋰離子電池的能量密度增加一倍。這意味著在相同能量的情況下，鋰金屬電池可以是標準鋰離子電池尺寸的一半，或者是與鋰離子電池相同的尺寸，但具有兩倍的能量。

2016年8月，該公司研製出「無負極」（anode-free）的鋰金屬電池，以極輕薄的鋰金屬箔片替代石墨，電解質則以半固體材料取代鋰離子電池中常用的易燃液體，可在鋰金屬電極上形成一層薄屏蔽層防止枝晶（dendrite）形成，兩種突破性技術一舉讓電池能量密度達到450Wh/Kg或1,200Wh/L。

SolidEnergy的電池在當時引起不小轟動，因為沒有任何一個研究可在1、2年內就將鋰電池能量提高一倍。對於無人機製造商來說，這意味著無人機可以在一次充電中飛得更遠。例如，一個無人機測量作物的土地畝數可以飛一個小時，而不是20分鐘的標準電池。鋰金屬電池不僅使無人機飛行的半徑增加一倍，而且覆蓋面積還翻了4倍。

SolidEnergy Systems剛剛在1月獲得了3,400萬美元的C輪融資，迄今為止總融資金額已超過5千萬美元。雖然SolidEnergy沒有披露其C輪投資者，但現有投資者包括新加坡的淡馬錫控股（Temasek）、應用創投（Applied Ventures）、通用汽車和祥峰投資中國分公司（Vertex Ventures China）。

《自然》雜誌上最近的一篇文章認為，鋰金屬電池和固體電解質的結合可能成為鋰離子電池的繼任者。該文章還預測，這樣的電池十年內就能面世。

但SolidEnergy現在已經在小批量銷售電池了。胡啟朝表示，《自然》雜誌專注於「完美」的鋰金屬電池，而「足夠好」的電池已經面世。

胡啟朝還表示，SolidEnergy的鋰金屬電池與鋰離子電池的成本大致相同。《自然》雜誌發現，使用合適的低成本部件，鋰金屬電池的每千瓦小時成本可能降低到100美元。而現在的鋰離子電池的平均每千瓦小時成本大約200美元左右，大批量訂購的話可減少到140美元每千瓦小時左右。

將新型電池商業化是非常困難的，無人機只是SolidEnergy的第一個市場，該公司正致力於為可穿戴設備（如智能手錶）和電動車輛構建電池組。

此前，SolidEnergy Systems預測其無人駕駛飛機和可穿戴式電池將於2017年上市，其電動汽車電池將於2018年準備就緒。但胡啟朝本周表示，SolidEnergy的可穿戴電池將於2019年準備就緒，其電動汽車電池將推遲到2020年或2021年。◇