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美國的“新電池女士”傳奇----紐時文譯

(2025-05-10 23:49:24) 下一個

副標題:馬薩諸塞州一家小型初創公司能否完善電池,使電動汽車比傳統汽車更便宜、更方便?

文章鏈接:A Decade-Long Search for a Battery That Can End the Gasoline Era - The New York Times

By Jack Ewing

Jack Ewing was the first reporter to ride in a test car with Factorial’s new solid-state batteries at a Mercedes-Benz test track near Stuttgart, Germany.

May 9, 2025

2025年一月初一個寒冷的日子,黃思宇(Siyu Huang)在位於馬薩諸塞州波士頓郊區比勒裏卡(Billerica)的辦公室裏上班,收到了一條隻有兩個字的短信。

短信寫道:“車輪在轉”。短信附件是一段短視頻,視頻中一輛汽車在室內測試中心的滾軸上行駛。

在外行人看來,這段視頻並沒有什麽特別之處。這輛車看上去可以是在康涅狄格州的一家汽車修理廠進行廢氣排放測試(隻不過它沒有排氣管)。但對黃思宇來說,作為 Factorial Energy(公司名稱) 的首席執行官,這段視頻是她十年探索曆程中的一個裏程碑。

黃思宇和她的丈夫 Alex Yu(於英超) 以及 Factorial 的員工一直在研發一種名為固態電池的新型電動汽車電池,如果能夠克服一係列艱巨的技術挑戰,這種電池可能在幾年內顛覆汽車行業。

對於黃女士和她的公司來說,這種電池有可能改變消費者對電動汽車的看法,讓美國和歐洲在電動汽車領域領先於中國,並有助於拯救地球。

Factorial 是數十家致力於發明充電速度更快、續航裏程更長、能使車子比燃油汽車更便宜、更便捷的汽車電池的公司之一。交通運輸是人為溫室氣體的最大來源,而電動汽車可能成為應對氣候變化和城市空氣汙染的有力武器

黃女士手機裏收到的視頻來自梅賽德斯-奔馳(Mercedes-Benz)電池研發主管烏韋·凱勒 (Uwe Keller),該公司一直在為 Factorial 的研究提供資金和技術支持。

這段短片展示了一輛梅賽德斯轎車在德國斯圖加特附近一家研究實驗室的運行情況,表明該公司已將 Factorial 的電池安裝在一輛汽車上——而且它真的可以讓車輪轉動起來。

這次測試是黃女士和於先生在康奈爾(Cornell)大學讀研究生時開啟的旅程中重要的一步。在這之前,他們的所有工作都在實驗室裏進行。黃女士很高興他們的發明即將走入現實世界。

但還有很長的路要走。搭載Factional電池的梅賽德斯轎車尚未上路行駛(2025年1月時)。而那才是這項新技術至關重要的地方。

許多初創公司已經生產了固態電池原型。但沒有一家美國或歐洲的汽車製造商將固態電池應用於量產車,並證明該技術能夠經受住路麵顛簸、振動和潮濕的考驗。即使有,他們也一直在保密。

2023年末,凱勒先生,這位梅賽德斯的資深工程師,向黃女士提議嚐試一下。

“我們是弄汽車的,”凱勒先生後來說,“我們相信動起來的東西。”

來自中國

黃女士在由矽穀男性主導的新電池領域中脫穎而出。此領域中的一些人炫耀自己每周工作100小時;而她則相信睡個好覺的重要性。“擁有清晰的頭腦做出正確的決定比工作多少小時更重??要,”她說。

她平易近人,愛笑,但也展現出堅定的決心。她在比勒裏卡一間裝飾簡樸的辦公室裏工作,辦公室外是一片電線交錯的森林(作為加州人的第一感,得注意防火,^_^。譯注)。辦公室裏的家具包括一個樸素的黑色書櫃,上麵擺放著幾本技術書籍,是她從前一位房客那裏繼承來的。她在康奈爾大學獲得的化學博士學位和工商管理碩士學位證書掛在牆上。

黃女士在中國南京長大,小學時她參加了一個環境數據收集項目。這個項目讓她對化學產生了興趣,也讓她意識到汽車尾氣和工業汙染正在扼殺南京的空氣。她回憶說,她意識到“我們需要培育一個對人類更健康的地球”。

在位於中國南海岸的廈門大學(她就讀於該校化學專業)的宿舍裏,她看到了瑞典交換項目的廣告。在那裏學習了兩年後,她和在中國上學時就認識的於先生雙雙被康奈爾大學化學係錄取攻讀博士學位。2009年,她帶著從瑞典獎學金中攢下的3000美元來到紐約州的伊薩卡(Ithaca,康奈爾所在地)。如今,他們倆都已成為美國公民。

康奈爾大學以電化學研究聞名的教授Héctor Abruña說,他們是“明星學生”。他的辦公室書架上至今仍掛著一張他和身著畢業禮服的於先生和黃女士的合影。

於先生和黃女士的靈感源於Abruña博士的實驗室,加上紐約州政府提供的種子資金,在黃女士攻讀商學學位期間,他們創辦了後來成為Factorial的公司。

 “他們非常敬業,也非常聰明,”繼續擔任 Factorial 顧問的Abruña博士說道。“他們很誠實,從不吹牛。”

於先生現在是 Factorial 的首席技術官。從這個意義上來說,這家公司像是一個家族企業。黃女士對他們的私生活諱莫如深,甚至拒絕透露他們有幾個孩子。

最初,該公司專注於改進電池儲能材料。2021年梅賽德斯-奔馳投資Factorial後,情況發生了改變。梅賽德斯-奔馳尋求更大的技術飛躍,並鼓勵Factorial研發固態電池。

這項技術之所以得名,是因為它消除了電池內部用於傳輸載能離子的液體化學混合物(即電解質)。液體電解質極易燃,用固體或類似凝膠的電解質代替液體電解質可以提高電池的安全性。

不發生過熱狀態的電池可以更快地充電(固體電池應該不易過熱,譯注),充電時間可能與給汽車加滿汽油的時間一樣短。固態電池能夠在更小的空間內儲存更多能量,從而減輕重量並增加續航裏程。

但是,固態電池有一個很大的缺點,這也解釋了為什麽現在你買不到搭載固態電池的汽車。這種電池體更容易出現突兀的不規則波動,從而導致短路。任何能夠克服這個問題並開發出耐用、安全且易於製造的電池的公司都將獲得巨大的回報。

盡管 Factorial 與梅賽德斯是差異明顯的企業——這家初創公司隻有 100 多名員工,而梅賽德斯則擁有 17.5 萬名員工——但黃女士的工作風格與梅賽德斯的文化及其紮根於施瓦本地區(Swabia)的根基相契合。施瓦本位於斯圖加特周邊地區,以務實和克製著稱。

凱勒先生認為,黃女士低調務實的作風與電池和科技行業普遍存在的炒作和吹牛文化形成了鮮明對照。他說,Factorial“從未發布突破新聞、發布、發布,卻始終不兌現”。

“量產地獄”

電池行業有一條公理:生產出一個酷炫的原型很容易。挑戰在於如何以合理的價格生產數百萬個固態電池。

Factorial 於 2022 年直麵這一難題,在韓國天安市(Cheonan,首爾附近,以科技產業聞名)建立了一家小型試點工廠。用黃女士的話來說,這個項目變成了“量產地獄”——埃隆·馬斯克在特斯拉難以量產轎車並幾乎破產時也曾用過這個詞。

為了盈利,電池工廠不能生產太多缺陷電芯。理想情況下,成品率(可用電芯的百分比)至少應達到 95%。要達到這個目標極其困難,因為需要將揮發性化學物質和易碎的隔膜分層封裝成電芯,容不得半點差錯。所有操作這些工作的機器都被封裝在有機玻璃室內,由穿著從頭到腳防護服的工人進行監控,以防止汙染。

數十家公司正在嚐試量產固態電池,其中包括豐田這樣的大型汽車製造商,以及像 QuantumScape 這樣的小型公司,後者是一家由大眾汽車支持的矽穀初創公司。為了規避風險,梅賽德斯還與台灣公司ProLogium合作。

中國汽車製造商蔚來汽車(Nio)銷售一款搭載其宣傳的固態電池的汽車。分析師表示,該技術不如Factorial正在開發的技術先進,在重量和性能方麵的優勢較小。但毫無疑問,中國企業正在大力投資固態電池。蔚來汽車尚未回應置評請求。

每家公司都有自己嚴格保密的配方和製造工藝。“很難說哪種技術會勝出,”研究公司 IDTechEx 的技術分析師何曉曦(Xiaoxi He)說道。

部分原因是固態電池製造難度極高,許多汽車高管懷疑它們能否在短期內實現商業化。許多固態電池初創企業的股價暴跌,管理層動蕩頻發。

Factorial 通過不出售股票的方式,讓自己免受華爾街的嚴厲評判。其資金來自私人投資者,包括波士頓的 WAVE Equity Partners,以及包括韓國汽車製造商現代汽車,還有車企 Stellantis 在內的合作夥伴。Stellantis 計劃明年在道奇(Dodge) Charger 跑車上測試 Factorial 的電池。此外,該公司還與韓國電池材料製造商 LG Chem 建立了合作夥伴關係。

事實證明,此前對固態電池實用時間的預測過於樂觀。豐田在2020年展示了一款未來主義原型車,但該公司距離銷售搭載固態電池的汽車仍需數年時間。

通用汽車負責電池業務的副總裁庫爾特·凱爾蒂(Kurt Kelty)就是那些“眼見為實”的汽車人之一。“我們短期內不指望固態電池,”凱爾蒂先生說。

“我甚至不知道我們能不能過此關。”

起初,Factorial 在韓國的原型裝配線良率隻有 10%,這意味著 90% 的電池都存在故障。盡管黃女士喜歡睡個好覺,但她經常不得不淩晨 4 點起床,處理 24 小時不間斷運轉的工廠產生的問題。她每個月至少去韓國一次。

 “總是有問題,”她說。“有一次,我甚至覺得,我都不知道我們能不能過此關。”

到 2023 年,Factorial 已經生產出足夠多的汽車電池,以至於在梅賽德斯工作了 25 年、說話溫和、和藹可親的凱勒先生開始考慮將它們安裝在汽車上。由於成本和故障風險都很高,他不得不向上級尋求批準。凱勒先生帶著 PowerPoint 幻燈片,去找了梅賽德斯首席執行官、令人生畏的瑞典人奧拉. 柴林紐斯(Ola Källenius)。

柴林紐斯的辦公室位於斯圖加特內卡河畔(Neckar River)一座龐大的製造和研發綜合體中心,在那棟玻璃鋼結構的高層建築的頂層。

凱勒先生認為,路試將有助於確定電池是否能夠單獨依靠風冷運行等諸多因素。如果可以,就無需再使用更重、更昂貴的液冷係統。

柴林紐斯先生批準了這個項目,他認為一個切實可行的目標能夠激勵團隊,加快研發進程。他拿一級方程式賽車來打比方。“如果你在追趕領先者,突然間你看到了他,你就會跑得更快,” 柴林紐斯先生回憶道。

2023年末,當凱勒先生告訴黃女士梅賽德斯希望將這些電池裝入一輛可行駛的車輛時,她有些驚訝。“說實話,我們沒想到會這麽快,”她笑著說。

但到2024年6月,Factorial已經成功生產出足夠多的高質量電池,並宣布開始向梅賽德斯交付。11月,韓國工廠的良率達到了85%,創下了迄今為止的最高紀錄。黃女士和韓國團隊一起去燒烤店慶祝。

梅賽德斯仍然需要研究如何包裝這些電池,以保護它們免受高速公路上的灰塵和濕氣的影響。而且它必須將電池塊集成到車輛中,並將其連接到汽車的控製係統。

Factorial 電池有一個很大的缺點,使得它們很難安裝在汽車上。它們在充電時會膨脹,在放電時會收縮。用凱勒先生的話來說,它們會“呼吸”。

凱勒先生向梅賽德斯一級方程式賽車隊的工程師尋求幫助,他們擅長快速解決技術問題。他們設計了一種可以隨電池塊膨脹和收縮的機製,並能保持恒定的壓力。

到了2024年聖誕節,在斯圖加特郊外辛德芬根(Sindelfingen)梅賽德斯主要研究中心工作的團隊給凱勒先生發了短信,內容是“車輪在轉”。

 “終於見到你了”

凱勒先生坦言,當他的團隊給他發來汽車視頻時,他有點激動。他等到聖誕節過後才轉發給黃女士,並附上同樣的短信。

幾周後,梅賽德斯的工程師們將這輛搭載Factorial電池的汽車(一輛標準的EQS電動轎車)帶到了公司的賽道上進行首次路試。

工程師們起初駕駛速度很慢。他們仔細地監控著儀表盤屏幕上顯示的技術數據。

他們的速度越來越快,到第四天,他們的速度達到了每小時100英裏(約160公裏)的高速公路時速。電池沒有爆炸。理論上,它可以為汽車提供600英裏的續航裏程,比大多數傳統汽車一箱汽油的續航裏程還要長。

凱勒先生一直讓黃女士了解電池車的進展情況,但在今年2月的一次營銷策略會議上,當梅賽德斯公關部門的人提到他們已經撰寫了一份新聞稿宣布這一試車成就時,她還是感到驚訝。

 “你想看看嗎?”他們問道。

她當然想。Factorial電池首次成功路試是一個極其重要的時刻,他們期待已久。然而,梅賽德斯和Factorial的團隊並沒有舉辦派對慶祝。他們還有很多工作要做。

下一步是為梅賽德斯多輛車的車隊配備電池,完善製造工藝,並進行開始銷售所需的測試。這可能至少要到2028年。許多專家預計,最早也要到2030年,固態電池汽車才能廣泛普及。

今年4月,黃女士終於抽出時間前往斯圖加特,親自體驗了這款車。

那是一個晴朗的春日,德國鄉村綠意盎然,百花盛開。梅賽德斯的員工護送她來到辛德芬根的一家車庫,這家汽車製造商在那裏也擁有一座大型工廠綜合體。

黃女士看過很多這輛車的照片,但車庫門打開的那一刻,她仍然激動不已。“感覺就像久違的朋友,”她說,“就像‘終於見到你了!’”

一位梅賽德斯司機帶她在測試跑道上試駕了一趟,先是沿著瀝青直道飛馳,然後又繞了一個傾斜的彎道,黃女士說,感覺就像坐過山車一樣。

在車內,根本感覺不到Factorial電池與傳統電池的區別。“但它就是這麽特別,因為它是我們自己的電池。”

Jack Ewing covers the auto industry for The Times, with an emphasis on electric vehicles.

譯注:結合康奈爾的科學、波士頓的創業資本與文化、韓國人世界上最好“整容之手”的技藝、德國人的工程本領,南京一位女士的創造力讓這一切成為可能。沒準兒就真幫助人類護理地球了,^_^。

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