14年磨一劍 24M擁60項專利吸引大廠目光

美國麻州總部直擊福斯汽車、伊藤忠商社、京瓷都是大股東

14年磨一劍 24M擁60項專利吸引大廠目光


鄰近麻省理工學院與哈佛大學的24M,靠著半固態電池的獨門技術,不僅獲得多家知名企業注資,還吸引逾二十家國際企業爭取技術授權。

文/林苑


▲24M執行長太田直樹是全球公認的鋰離子電池專家,他相當看好黏土型鋰電池的前景。(彭世杰/攝)

24M
成立:2010年
董事長:斯魯普.維爾德(Throop Wilder)
執行長:太田直樹(Naoki Ota)
主要業務:黏土型電池技術授權公司
主要股東:福斯汽車、京瓷、伊藤忠商社、GPSC

一家成立十四年的美國新型電池技術授權公司24M Technologies,為何能獲得眾多指標性國際集團的青睞,募得高達三.九六億美元?

答案是:製造半固態電池技術。

《財訊》採訪團隊來到24M坐落於美國麻州劍橋的總部,這裡東北邊是並列全球四大理工學院的麻省理工學院、北邊是全球頂尖大學前五大的哈佛大學校區。會選擇鄰近全世界兩大頂尖學府設立總部,最關鍵的原因是共同創辦人之一的蔣業明博士,其實就是麻省理工學院材料科學與工程系的「京瓷講座教授」(由京瓷贊助的講座教授)。


突破|有別傳統鋰電池 製程簡化為六道

蔣業明之前也是美國超導公司(American Superconductor)和A123 Systems的共同創辦人,有著深厚的研究背景,發表過逾兩百篇科學文章,擁有超過六十項專利,也在多個政府和學術諮詢委員會任職。這樣的創辦人資歷,讓24M在創立之初就備受矚目。

這天,24M執行長太田直樹親自帶著《財訊》參觀黏土型鋰電池研發實驗室,展示不同於傳統鋰電池製程,多達十二道製程步驟,簡化為只有電極漿料混合、塗布、捲繞或堆疊、電池組裝、電池化成與老化、生產線終端(EOL)測試等六道製程步驟的生產線。

「我們將活性材料與導電添加劑和電解質一起放入混合裝置中。最後產生具有黏土狀稠度、非常高黏度的漿料。」太田直樹站在電極漿料混合產線旁,指著運轉中的混合漿料的機台說,並拿出宛如黏土般的漿料樣品供我們參考。

如今,包括日本京瓷、GPSC(泰國國家石油子公司)、中國安徽安瓦新能源科技、美國電池公司FREYR、印度車用電器供應商LucasTVS、美國科氏工業集團(Koch)與FREYR的合資企業、福斯汽車、富士軟片等八家知名企業都先後取得24M黏土型鋰電池技術授權。

太田直樹指出,24M的技術至少有五個競爭優勢。第一,24M有一個特殊的「厚極片」設計,在相同電池容量下,其所使用的電極片層數更少,所需的銅箔、鋁箔、隔離膜、包材都可以減少,加上極片中不含黏著劑,能大幅降低電池中非活性物質的使用量。「這大致可以減少約五○%的資本支出與約三○%的組裝與生產成本。」24M財務長理查德.切萊博斯基(Richard Chleboski)指出。

優勢|材料成本省三成 提高車輛續航力

由於現階段黏土型鋰電池量產規模還遠不及傳統的磷酸鐵鋰電池,不過,京瓷研發本部電池系統研發電池元件研發負責人竹下良博認為,「如果未來擴充到與其他磷酸鐵鋰電池廠的規模相當時,約可比對手節省三○%的材料成本,相當有競爭力。」

第二,由於大量降低非活性物質的使用,空出來的體積就能都用活性材料填滿,大幅提高了電池的能量密度,也能提高了電動車的續航力。據稱,24M的電池技術,可以將電動車的續航力提高至一千英里,相較於目前實測電動車最高可達四百英里高出兩倍之多。

第三,24M的電池極片中不使用黏著劑,可提高電極片的充放電性能。傳統鋰電池的極片製作技術來自於磁帶的製程技術與設備,由於正負極材料都是粉末,需要以黏著劑將其黏著在基材上。但是黏著劑是有機高分子材料,對鋰離子與電子的遷移形成阻力,以致大幅降低極片的工作性能。24M的電池結構中,極片上只有正負極材料、導電碳添加劑、電解液三者加以均勻混合並塗覆在電極上。這將提高充電速率,搭配可行駛一千英里的電池組,可在三到五分鐘內實現兩百英里的充電速率。

第四,24M獨創的電池結構與極片製程,因為省去了傳統電池製程中極片的「分條與裁切」步驟,加上24M獨特的單元電芯(Unit Cell)結構設計,顯著減少電池中的金屬汙染物來源,這也成為避免電池使用中形成短路問題的關鍵,可提高電池的安全性與壽命。

第五,傳統鋰電池的正極材料回收相當困難,由於電極中的黏著劑與正極材料無法分離,因此只能將極片絞碎後進行化學萃取,回收各種高價金屬。相對而言,24M的極板不含黏著劑,可提高材料的再利用率。「我們可以直接回收活性材料,而無需將其返回到基本金屬,這使我們能夠回收半固態電池中幾乎所有的正極活性材料,包括磷酸鐵鋰。」切萊博斯基透露。

隨著電池已成為兵家必爭之地,24M獲得多家大廠注資,二○二二年更被福斯汽車收購高達二五%股權,成為最大股東。不過,至今仍僅有京瓷於二一年能成功量產出半固態電池,再加上過去數年持續投資研發,24M尚未開始獲利。


▲24M實驗室鮮少對外公開,這次讓《財訊》有機會深入參訪。(取自24M 官網)

前景|授權客戶將大增 公司看好成長性

24M業務開發副總裁PangHooTan不諱言,京瓷自一二年以來一直與24M合作開發黏土型鋰電池製程,也正是京瓷擅長的陶瓷技術經驗和製造能力,使它們比24M其他合作夥伴更早進入大量量產。「我們正在協助其他被授權公司設計產品、布局工廠、訂購設備、安裝及開始初始生產。

根據研調機構Global Information預估,半固態電池市場至二九年將逼近二九○億美元,從二三年至二九年的複合成長率超過一四○%,增速相當驚人。切萊博斯基透露,24M客戶群中,在京瓷之後最快投入量產的會是美國電池公司FREYR與中國安瓦新能源科技公司,預計量產時間是二四年底前。「預計到三○年,目前的授權客戶將大幅貢獻公司成長。」切萊博斯基如此樂觀預期著。 閱讀完整內容
《財訊》2024/5月 第712期

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2024/5月 第712期