一直以來，汽車的動力電池有幾大痼疾為人們所詬病。一是單次充電續航不夠遠，二是電池不安全，三是充電不夠快，四是電池壽命不夠長。
 

2月13日，美國初創電池企業24M宣布，他們開發出一種顛覆性的電池解決方案，徹底解決了鋰枝晶問題，提高了的安全性、循環壽命和能量密度，可以生產續航達1600公里的電池組。

24M最新的電池解決方案主要包含三種技術，它們結合起來，完全解決了當前鋰金屬電池面臨的挑戰，并使下一代電池更高效、成本更低。

第一種技術是24M的 ETOP（Electrode-to-Pack，電極到包）封裝方式，意思是電極直接集成到電池組中。目前的鋰離子電池使用單個電池單元構建模塊，再組成電池組，外殼內含有大量支撐金屬和塑料，增加了重量和制造成本，降低了能量密度。

ETOP封裝技術由于無需單獨的電池單元和模塊，有效提高了電池組的能量密度。它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。

第二種技術是24M Impervio隔膜技術，采用專有技術，從源頭上阻礙金屬枝晶的形成，減少電池短路和火災的風險；它還能持續監測電池狀態，能夠在潛在短路發生之前檢測到問題，并采取安全措施，包括安全放電和關機，以防止事故發生；它還能夠找出有缺陷的產品，避免大規模產品召回。

24M Impervio技術可以與傳統鋰離子電池和鋰金屬電池集成，提供與24M SemiSolid電池相同的安全優勢。

這種新型電池隔膜旨在適用于電動汽車和固定式儲能系統的電池，目前已送樣合作伙伴測試，24M預計在2024年實現量產，計劃在2025年或2026年將Impervio推向市場，并表示已經與生產和許可合作伙伴合作。

而第三種技術Eternalyte是專門為鋰金屬電池開發的革命性新型電解質。這種專有的液體電解質配方將能夠顯著改善電動汽車、能源存儲和消費應用中鋰金屬電池的循環壽命和速率能力，而且可以實現低成本。

目前主流鋰離子電池采用石墨負極，理論容量只有372mAh/g，而鋰金屬負極高達3860mAh/g，被認為是鋰電池的終極解決方案。

到目前為止，固態電解質（SSE）技術一直是那些試圖商業化鋰金屬電池的首選，長期以來，鋰金屬電池一直承諾顯著提高能量密度。然而，由于鋰或其他金屬枝晶引起的安全問題和短暫的不一致循環壽命，繼續限制了鋰金屬電池的商業可行性，包括那些使用基于SSE技術的電池。而SSE的可擴展性、成本、脆弱性和循環電阻的變化是需要解決的其他問題。

24M獨特的液體電解質Eternalyte與Impervio隔膜相結合可應對上述挑戰。該組合可以防止所有金屬枝晶的形成，并實現優異的循環壽命，同時對陰極活性材料具有一致且低的電阻，還可有效降低成本，為新的鋰金屬解決方案鋪平了道路。

24M總裁兼首席執行官大田直樹（Naoki Ota）說：“我們的任務是提供變革性的電池解決方案，克服關鍵的行業挑戰。Eternalyte通過實現高循環壽命的鋰金屬電池，在實現這一轉變方面發揮了關鍵作用。雖然我們的解決方案可以單獨集成到常規電池產品中，但我們相信，當它們結合在一起時，會實現最顯著的好處。它們可以共同提供一個具有成本效益和安全的每次充電可行駛1000英里（約1600公里）的電池組，使電動汽車能夠完全與內燃機汽車競爭。”

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喜人的測試結果

Eternalyte電解質有著以下優勢，一是出色的循環穩定性，新電池單體能量密度為391 Wh/kg和887 Wh/L，電池包能量密度為350 Wh/kg和665 Wh/L。以1C放電/1C充電進行循環，電池可在500多次循環中保持83%的容量，意味著每次充電可行駛1000英里（約1600公里），整個生命周期內可以行駛80萬公里。

二是顯著的倍率性能改進，鋰鋰堿基電池的測試結果表明，在4C連續循環的情況下，相當于3000+次循環，而不會短路或增加電阻。24M認為，在20mA/cm2的電鍍/剝離電流下，Eternalyte在液體電解質系統中實現了最高的循環穩定性。

24M三種技術的組合，不但能夠大幅提高鋰金屬電池的循環壽命和速率能力，而且為使用傳統工藝的電池制造商提供了靈活性，使他們能夠將單個技術集成到當前的制造工藝中。雖然好處不明顯，但這可以讓制造商提高整體性能。

24M預計，將在2025年開始供應電動汽車用半固態電池。和以往的動力電池相比，其制造成本最高將縮減4成，有助于降低電動汽車的價格。

24M首席科學家兼聯合創始人蔣業明（Yet-Ming Chiang）說：“對于傳統的電池生產，基本制造工藝在30多年里沒有改變。我們重塑了制造工藝和電池/包裝設計，創造了一套完整的創新電池解決方案，使鋰金屬等下一代技術成為可能。”

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雄厚的技術背景

24M由電池行業一些最重要的發明家、科學家和企業家創立和領導，主要致力于半固態鋰電池的研發和生產，目前正在研發結構簡單、使用半固態電解質的電池。

首席科學家蔣業明，1958年出生于中國臺灣，其父親是一名機車工程師。1964年，他隨家人移民至美國。1980年，蔣業明在麻省理工學院（MIT）獲得學士學位，1985年在同一所學校獲得博士學位。獲得博士學位后，他留校任教，現在是麻省理工學院材料科學與工程教授，2009年當選美國國家工程院院士。

他是一位在材料科學領域有顯著貢獻的學者，也是全球頂尖的電池研究人員之一，發表過300多篇論文，申請了100多項專利，擔任多個政府和學術咨詢委員會的職務。在湯森路透集團于2011年3月2日發布的2000-2010年全球頂尖一百材料學家名人堂榜單，他位于全球總排名第66位，華人排名第12位。

蔣業明在能源儲存技術方面有重要研究成果，特別是在超級鋰電池的開發上，他采用了鋁、鈮、鋯等金屬作為正極材料。此外，他還參與創辦或為多家公司提供專業咨詢，涉及領域包括電池技術、3D打印和超導材料等。

至今為止，他參與創立了7家初創公司，包括電池公司A123 Systems、24M、Form Energy、Desktop Metal、American Superconductor以及Sublime Systems等。

24M的總裁兼首席執行官大田直樹是全球公認的鋰離子電池專家，30年前在日本見證了這項技術的誕生。他與人共同創立了美國第一家鋰離子電池制造商Quallion，服務于醫療和航空航天行業。隨后，他擔任電池制造商Enerdel的首席技術官和首席運營官，領導了HEV、PHEV、EV和電網存儲產品線，并開發了1GWh的生產能力。

24M的執行主席兼聯合創始人Throop Wilder是一位資深企業家，在通信和網絡技術領域擁有豐富的經驗。他曾是高端網絡安全平臺領導者Crossbeam Systems（已被BCSI收購）的聯合創始人，以及電纜調制解調器系統供應系統的開發商American Internet（已被 Cisco Systems收購）的聯合創始人。

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14歲的初創公司

說是初創公司，其實24M已經有了14年的歷史，比中國電動汽車新勢力都早。2010年，24M創建于美國馬薩諸塞州劍橋。

早在2015年，24M就首次公布其半固態鋰離子電池的設計和制造方法，宣稱其電池成本與傳統電池的成本相差一半，但那時還屬于半自動化試驗設備階段。

此后，24M將其技術授權給大眾、富士膠片、Lucas TVS、安瓦新能源（Axxiva）和Freyr等公司。

2016年，24M與美國先進電池聯盟（United States Advanced Battery Consortium ，USABC）簽訂了為期3年700萬美元的合同，該研究的目標是到2019年底開發出能量密度為350Wh/kg的電池，該目標已在實驗室中實現。

2018年12月，24M 宣布已在日本公司京瓷集團（Kyocera Group）和伊藤忠商事（ITOCHU Corporation）領投的D輪融資中籌集了2180萬美元，并表示正在推進基于其半固態技術生產電池的多家工廠計劃。

2019年2月，24M宣布已開發并交付商業上可行的高能量密度鋰離子電池，其能量密度超過250 Wh / kg。同時，24M技術計劃將其電池能量密度提升至350wh/kg甚至超過400Wh/kg。

2020年，24M宣布與日本京瓷集團達成合作，京瓷將采用24M技術的SemiSolid電極制造工藝生產的半固態鋰電池開發其住宅儲能系統Enerezza。同時，24M技術還與泰國電力和公用事業公司GPSC達成合作，后者將利用其半固態電池技術在泰國建設第一座半固態鋰電池工廠。

2020年6月成立的安徽安瓦新能源科技有限公司，其半固態/固態電池技術也是來自24M，參股企業主要有泰國GPSC公司、奇瑞新能源、日本阿澤巴新能源汽車科技有限公司、國軒高科、眾源新材、多氟多等企業。2022年12月，安瓦新能源半固態動力電池項目在山東省煙臺市福山簽約，項目總投資60億元，建設10GWh半固態電池產業基地，主要生產能量密度達300-340Wh/kg的半固態技術體系動力電池和儲能電池，應用于整車、儲能、換電等市場領域。

2021年，24M與挪威初創電池公司Freyr簽署了許可協議，授予Freyr基于24M當前和所有未來技術生產鋰電池的權利。Freyr目前正在挪威建設一座年產32GWh的鋰電池工廠，計劃投資45億美元（約合人民幣295億元）。

2022年初，大眾汽車收購了24M 25%的股份，雙方正式成為戰略伙伴。下一步，大眾集團將建立一家全資子公司，該子公司將與24M一起“開發一種用于汽車的半固態電池的生產技術”。

2024年，24M推出的ETOP封裝技術、 Impervio隔膜技術以及Eternalyte電解質的強力組合，將把半固態電池技術向低成本、高能量、高安全和快充能力的目標又推進了一大步。

24M希望實現的下一代電池的快速、大規模生產可能會對整個社會的電池采用產生巨大影響——從電動汽車的成本和性能到可再生能源取代化石燃料的能力。