“這么點(diǎn)小事兒，輕而易舉就能搞定。”正式煅燒之前，也就是剛剛碳化、材料還比較軟的時(shí)候容易粉碎。“先粉碎不就行了嘛”，沒(méi)經(jīng)過(guò)深思熟慮，我們就調(diào)整了工序的次序。
之所以輕易同意變更工序，是因?yàn)樵诹慨a(chǎn)線之前，試產(chǎn)線小規(guī)模生產(chǎn)的LIB已經(jīng)開(kāi)始供貨。索尼在這次風(fēng)波發(fā)生的二年前，也就是在1990年2月14日就宣布開(kāi)發(fā)成功了LIB（圖3）。LIB曾在1990年7月向K公司的手機(jī)供貨，當(dāng)時(shí)碳負(fù)極使用的是焦炭。焦炭又名軟碳，質(zhì)地柔軟，根本無(wú)需討論粉碎的次序問(wèn)題。按照以往的經(jīng)驗(yàn)，我們誤以為硬碳也可以隨意調(diào)整粉碎的次序，就把“粉碎后煅燒”還是“煅燒后粉碎”看做是紅茶牛奶一般了。然而，這卻導(dǎo)致了離譜的結(jié)果。經(jīng)過(guò)仔細(xì)研究才發(fā)現(xiàn)，原來(lái)的想法大錯(cuò)特錯(cuò)。
圖3：索尼在1990年發(fā)布的LIB
與粘合劑的結(jié)合很弱
煅燒過(guò)程中，硬碳會(huì)發(fā)生以下變化：硬碳在500℃下碳化形成的大塊如果直接在煅燒前粉碎，碎裂后新露出的表面將出現(xiàn)懸鍵（未結(jié)合鍵）。1個(gè)碳原子有四個(gè)能與其他原子或原子團(tuán)結(jié)合的“原子鍵”。例如最簡(jiǎn)單的碳化合物之一甲烷（CH4），就是碳的4個(gè)原子鍵各結(jié)合1個(gè)氫原子。
大塊硬碳內(nèi)部的碳原子與相鄰的其他碳原子結(jié)合。在粉碎成細(xì)顆粒后，暴露于表面的碳原子將與之前結(jié)合的碳原子分離，出現(xiàn)空閑的原子鍵，這就是未結(jié)合鍵。只要碰到其他原子，未結(jié)合鍵立即就會(huì)與之結(jié)合。比如說(shuō)，如果加入粘合劑，粘合劑會(huì)輕而易舉地與未結(jié)合鍵結(jié)合，在粘合劑與碳原子之間形成牢固的結(jié)合。
即使碳化后馬上粉碎，顆粒表面也會(huì)出現(xiàn)未結(jié)合鍵。但在之后的正式煅燒過(guò)程中，情況將完全改變。碳化工序的溫度低，因此碳化不充分，除了碳之外，還殘留有其他元素，尤其以氫（H）居多。氫原子在正式煅燒中轉(zhuǎn)化成CH4（甲烷）氣體脫離。這本身并無(wú)問(wèn)題，但是，CH4在高溫下會(huì)在碳?jí)K的表面重新分解，生成碳和氫。分解后的碳會(huì)與粉碎產(chǎn)生的未結(jié)合鍵相結(jié)合。因此，在碳化并粉碎之后再進(jìn)行正式煅燒的硬碳中未結(jié)合鍵變少，導(dǎo)致與粘合劑之間的結(jié)合力變?nèi)酰簿褪钦f(shuō)容易從電極上脫落。這就是導(dǎo)致容量劣化的原因。
找到了原因，下面要采取什么對(duì)策呢？調(diào)整量產(chǎn)線的工序要變更裝置，非常麻煩，絕非上策。于是我們想到，既然碳的結(jié)合力變?nèi)趿耍蔷图訌?qiáng)粘合劑的結(jié)合力。在粘合劑供應(yīng)商吳羽化學(xué)工業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)的幫助下，我們通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，由馬來(lái)酸酐接枝聚合*而成的偏氟乙烯（PVDF）樹(shù)脂粘合劑對(duì)于粘合硬碳非常有效。
*接枝聚合：使作為母體的聚合物與具備其他功能的單體結(jié)合的聚合反應(yīng)。
最終，吳羽化學(xué)工業(yè)設(shè)計(jì)出了可杜絕CH4分解產(chǎn)生碳的工藝，煅燒出了容易與粘合劑結(jié)合的硬碳。方法相當(dāng)簡(jiǎn)單，就是在煅燒爐中充入氯氣，使原料碳化后產(chǎn)生的氫與氯發(fā)生反應(yīng)，然后除去生成的HCl（氯化氫）注）。
注）寺田寅彥在隨筆集《柿種》中描寫(xiě)了這樣一個(gè)片段。第一次世界大戰(zhàn)后召開(kāi)的巴黎和會(huì)向德國(guó)下達(dá)了禁止制造飛機(jī)的禁令。對(duì)于這條禁令，德國(guó)是如何應(yīng)對(duì)的？他們想到，只要沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)就不能叫作飛機(jī)，于是發(fā)明出了滑翔機(jī)。寺田在隨筆的最后總結(jié)道：“就像詩(shī)人受委屈會(huì)寫(xiě)出好詩(shī)一樣，技術(shù)人員在‘受壓’下會(huì)孕育出好的發(fā)明。”我們或許也是因?yàn)樵庥隽瞬荒艹鱿瘧c功宴這樣的“欺凌”，才開(kāi)發(fā)出了了更好的硬碳和粘合劑，從而為實(shí)現(xiàn)優(yōu)秀的LIB開(kāi)辟了道路。
通過(guò)采取對(duì)策，面貌一新的LIB成功通過(guò)內(nèi)部用戶——家用攝像機(jī)部門(mén)的供貨檢驗(yàn)，迎來(lái)了裝上卡車(chē)凱旋出廠的日子。此時(shí)，距離那次夢(mèng)幻般的落成慶功宴已經(jīng)過(guò)去了1個(gè)半月，已經(jīng)是攝像機(jī)部門(mén)指定的供貨期限的最后一天。飽嘗出生陣痛的LIB在尺寸打破了常規(guī)，直徑為18mm、長(zhǎng)度為65mm，介于5號(hào)干電池（直徑為14.5mm，長(zhǎng)度為50.5mm）與2號(hào)干電池（直徑為26.2mm，長(zhǎng)度為50.0mm）之間。而且，長(zhǎng)度比1號(hào)電池的61.5mm還要長(zhǎng)。
為什么要采用這種從未有過(guò)的尺寸？答案是為了滿足第一個(gè)用戶——索尼攝像機(jī)的容量需要。采用5號(hào)電池尺寸的話容量太小，而如果采用2號(hào)電池尺寸，容量雖然足夠大，但對(duì)攝像機(jī)而言體積又太大。權(quán)衡再三，只能選擇這樣的尺寸。
雖說(shuō)是無(wú)奈之舉，但這個(gè)尺寸如今已經(jīng)成為L(zhǎng)IB單元的一個(gè)事實(shí)標(biāo)準(zhǔn)。我們稱(chēng)之為“18650”尺寸，現(xiàn)在不只是索尼，各公司都在使用這個(gè)稱(chēng)呼。
“想要LIB就要和索尼搞好關(guān)系”
LIB初次亮相的1991年，其產(chǎn)量還很小。在1992年建設(shè)量產(chǎn)線的時(shí)候，攝像機(jī)部門(mén)信誓旦旦地說(shuō)，每銷(xiāo)售1臺(tái)攝像機(jī)，必定能賣(mài)出多塊電池。成長(zhǎng)壯大的環(huán)境似乎已準(zhǔn)備就緒。但事與愿違，每臺(tái)攝像機(jī)對(duì)應(yīng)的電池組的銷(xiāo)量平均為1.2塊，銷(xiāo)售成績(jī)一塌糊涂。LIB就連能否站穩(wěn)腳跟都成問(wèn)題。
好歹也得讓LIB生產(chǎn)線滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)。懷著這樣的想法，不只是銷(xiāo)售人員，技術(shù)團(tuán)隊(duì)也開(kāi)始為招攬新客戶而四處奔走。功夫不負(fù)有心人，1994年，美國(guó)的個(gè)人電腦制造商戴爾電腦公司（現(xiàn)名戴爾公司）決定采用LIB。戴爾打出的“配備LIB的筆記本可以在飛機(jī)上從紐約用到洛杉磯”的宣傳語(yǔ)成了當(dāng)時(shí)的熱門(mén)話題。
從那以后，索尼的LIB在電池行業(yè)的地位與日俱增。1995年10月的一天。“Power’95”電池會(huì)議在美國(guó)加利福尼亞州的圣克拉拉召開(kāi)，筆者也作為特別演講嘉賓出席。這場(chǎng)會(huì)議為了吸引來(lái)自日本的與會(huì)者，現(xiàn)場(chǎng)安排了日英同聲傳譯，演講也可以使用日語(yǔ)。但是，由于同傳設(shè)備是當(dāng)時(shí)的松下電池工業(yè)贊助的，筆者一上來(lái)就半開(kāi)玩笑地提醒翻譯“請(qǐng)不要因?yàn)槭撬上码姵刭澲耐瑐髟O(shè)備，就翻譯出不利于索尼的話來(lái)”。這句開(kāi)場(chǎng)笑話引來(lái)滿場(chǎng)笑聲。
在會(huì)議上，戴爾副總裁強(qiáng)調(diào)LIB是優(yōu)秀的筆記本電腦用電池。在演講末尾的問(wèn)答環(huán)節(jié)，有聽(tīng)眾提出了“怎樣才能買(mǎi)到LIB”的問(wèn)題。戴爾副總裁的回答是“請(qǐng)與索尼搞好關(guān)系”。在競(jìng)爭(zhēng)激烈的今天，這句話聽(tīng)上去似乎不可思議，但在當(dāng)時(shí)，索尼在LIB領(lǐng)域的市場(chǎng)份額超過(guò)90％，而且產(chǎn)品幾乎全部供應(yīng)給老客戶，新客戶很難買(mǎi)得到。之后，隨著涉足LIB的電池企業(yè)增加，個(gè)人電腦企業(yè)也紛紛開(kāi)始采用LIB。LIB市場(chǎng)順利地成長(zhǎng)壯大，索尼的LIB業(yè)務(wù)似乎也是一帆風(fēng)順。
成功乃失敗之源
然而，這并不意味著事事順心。在索尼還沉醉于圓筒型LIB的成功時(shí)，其他電池企業(yè)已經(jīng)采取了能威脅到索尼地位的行動(dòng)——手機(jī)用電池轉(zhuǎn)眼之間就替換成了方型LIB。
在索尼，我們開(kāi)發(fā)部絲毫沒(méi)有怠慢方型LIB的開(kāi)發(fā)，積累了隨時(shí)可以量產(chǎn)的技術(shù)。然而當(dāng)時(shí)的業(yè)務(wù)部門(mén)卻固執(zhí)地認(rèn)為“方型電池不會(huì)暢銷(xiāo)”。因?yàn)樵谶^(guò)去，索尼曾經(jīng)為“Walkman”等產(chǎn)品制造過(guò)鎳鎘和鎳氫二次電池，也就是被稱(chēng)作口香糖電池的超薄方型電池，但業(yè)務(wù)規(guī)模一直沒(méi)能擴(kuò)大。而且，18650型電池業(yè)務(wù)發(fā)展順利，業(yè)務(wù)部門(mén)堅(jiān)信沒(méi)有必要刻意發(fā)展新的電池，陷入了成功后不思進(jìn)取，無(wú)法轉(zhuǎn)換思路的狀態(tài)，這一點(diǎn)再次印證了“成功乃失敗之源”這句話。
電池網(wǎng)微信
