科技狂人曾毓群，為何說電池的本質(zhì)是“粉末”？

“我以善于解決技術(shù)問題而著稱，所向披靡。”

寧德時代創(chuàng)始人曾毓群，今年史無前例地接受了一家媒體的深度訪談，在訪談過程中，他講述了自己過往的技術(shù)攻關(guān)的經(jīng)歷，并分享了他所總結(jié)的一套方法論和工程哲學(xué)，其中解決問題的方法之一便是從理論到實(shí)踐徹底解決問題，他認(rèn)為這是最好的也是最難的。

“所有電化學(xué)的最重要的基礎(chǔ)理論我們得重新研究，然后在這上邊把電池工程做成。”他舉例說，“現(xiàn)有的電化學(xué)理論都是基于‘平板電極’建立的，而電池的本質(zhì)是‘粉末’，因此必須建立一套全新的粉末電化學(xué)理論。”

曾毓群對“粉末”的這種認(rèn)知是如何建立起來的？在全網(wǎng)唯一的這篇深度訪談里，“電池的本質(zhì)是粉末”這個被視為第一性原理的結(jié)論，是他的最新發(fā)現(xiàn)嗎？

曾毓群以第一作者身份公開發(fā)表的學(xué)術(shù)論文篇數(shù)，屈指可數(shù)。我能查閱到的最早的一篇題為《流延涂布法制備活性炭電極膜片的超級電容器》（2005年）的論文中，曾毓群總結(jié)道：“活性炭電極膜片流延涂布制造技術(shù)可采用價廉的粉狀活性炭做原料，大大提高了膜片的制造效率，適于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，并提高了膜片的一致性和成品率，降低了電容器制造成本。”在這篇論文中，他連續(xù)六次強(qiáng)調(diào)了這種“粉狀”原料。

彼時，他正在自己創(chuàng)辦的ATL工作、并師從中國工程院院士陳立泉在職讀中科院物理所的博士。而在此之前，他在日本TDK旗下公司工作了十年，成為TDK集團(tuán)有史以來最年輕的總監(jiān)，并有望成為TDK集團(tuán)的總裁。

日本TDK公司成立于1935年，其成立的初衷是將日本東京工業(yè)大學(xué)發(fā)明的磁性材料“鐵氧體”實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，現(xiàn)已在全球30多個國家和地區(qū)設(shè)立了250多個分支機(jī)構(gòu)，已成為一家擁有超過10萬名員工的全球性企業(yè)，其海外銷售額占比超過了90%。

鐵氧體是一種通過將氧化鐵等粉末原料經(jīng)過成型和燒結(jié)工藝制成的陶瓷材料。這種將原本屬于陶瓷材料的物質(zhì)用作磁性材料的發(fā)明，徹底顛覆了當(dāng)時的傳統(tǒng)觀念，堪稱一項(xiàng)具有劃時代意義的創(chuàng)新。由日本人發(fā)明的這種具有革命性的、被用作變壓器、線圈等設(shè)備磁芯的軟磁材料，目前已被廣泛應(yīng)用于智能手機(jī)、個人電腦、汽車等各種電子設(shè)備中。

鐵氧體的制造工藝流程主要是以氧化鐵（Fe2O3）、氧化錳（Mn2O3）和氧化鋅（ZnO）的粉末為原料，在經(jīng)過預(yù)燒、粉碎和壓制成型等工序后，在約1000~1400℃的高溫下進(jìn)行燒結(jié)，通過固相反應(yīng)，三種主要原料會生成中間產(chǎn)物，最終形成具有尖晶石晶體結(jié)構(gòu)的Mn-Zn鐵氧體。通過調(diào)整材料成分、燒結(jié)條件以及添加微量添加劑，可以制備出具有各種不同性能的Mn-Zn鐵氧體。

因此，鐵氧體材料設(shè)計技術(shù)成為TDK公司核心技術(shù)的基石。材料設(shè)計包括以下幾個方面：

第一，Mn-Zn鐵氧體由于其成分比例幾乎有無數(shù)種可能性，因此要從中找到具有實(shí)用性能的材料，就需要進(jìn)行精密的實(shí)驗(yàn)；而在實(shí)現(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)時，則需要運(yùn)用先進(jìn)的材料設(shè)計技術(shù)。

第二，影響鐵氧體特性的還有那些被作為微量添加劑添加到主要原料中的物質(zhì)。例如，為了控制鐵氧體的飽和磁通密度及溫度特性，人們會向其中添加錫、鈦、鉻等氧化物（如SnO2、TiO2、CrO2等）。

第三，鐵氧體的特性還會受到其晶粒大小的影響。因此，除了需要精確控制燒結(jié)溫度及燒結(jié)環(huán)境（即燒結(jié)爐內(nèi)的氣體成分）外，還會使用一些微量添加劑來促進(jìn)或抑制晶粒的生長。

除了鐵氧體粉末材料成分設(shè)計這一核心技術(shù)，另一與粉末強(qiáng)關(guān)聯(lián)的核心技術(shù)是“最強(qiáng)磁體”釹磁體的粉體控制技術(shù)。

對于化學(xué)成分固定的金屬間化合物——釹磁體而言，人們通過盡可能去除雜質(zhì)，并使構(gòu)成磁鐵的晶體顆粒更加均勻、更加微細(xì)，從而不斷改進(jìn)其性能。因此，要制造出性能優(yōu)異的釹鐵硼磁鐵，除了需要掌握粉末冶金技術(shù)的基本原理外，還必須具備能夠巧妙控制粉末原料的高超“粉末制備技術(shù)”。

粉末雖然屬于固體，但卻具有流動性，因此可以通過模具進(jìn)行壓制成型。然而，如果粉末顆粒過細(xì)，就會因摩擦而難以移動，從而影響成型的順利進(jìn)行。因此，首先需要將鑄造成錠狀的釹磁體進(jìn)行粗粉碎，將其粒度控制在數(shù)百微米左右，然后再進(jìn)一步將其研磨成粒度為3~4微米的微細(xì)粉末。

此外，釹磁體的粉末具有容易被外部磁場磁化的特性（即具有磁各向異性）。為了制造出性能更強(qiáng)的釹磁體，需要將磁體粉末放入模具中，然后通過在線圈產(chǎn)生的磁場作用下進(jìn)行壓制成型。此時，磁體粉末會試圖沿著磁場方向排列；但由于粉末顆粒過小或分布不均勻，其排列會變得困難。因此，仍然需要使用粒徑適中且分布均勻的磁體粉末。

通過以上工藝制成的成型體，在燒結(jié)過程中會形成由許多釹磁體晶粒組成的燒結(jié)體，這些晶粒的粒徑約為幾微米。在燒結(jié)過程中，微量添加劑會優(yōu)先聚集在晶粒之間的晶界處，從而導(dǎo)致成分在晶界處分布不均。因此，作為磁性的載體——這些晶粒會因?yàn)?strong>晶界的存在而形成難以發(fā)生磁化方向反轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)。正是這種結(jié)構(gòu)使得釹磁體具備了較高的保磁力。

至此，我們可以看到，日本TDK磁性材料最核心的兩大技術(shù)，即粉末材料的成分設(shè)計技術(shù)和粉末材料的制備與控制技術(shù)。如果說“電池的本質(zhì)是粉末”，那磁性材料的本質(zhì)不也正是粉末嗎？

有一個問題出現(xiàn)了：無論是科技狂人曾毓群，還是以TDK為代表的粉體工業(yè)強(qiáng)國日本的眾多企業(yè)，他們?yōu)楹文苡小氨举|(zhì)”的發(fā)現(xiàn)，或者說“第一性原理的突破和完善”？曾毓群是在CATL、ATL、TDK、上海交大、寧德一中……哪個環(huán)節(jié)開啟了他對“本質(zhì)”的追尋呢？沒有人知道。但是他的一段話，間接給了我們答案。

當(dāng)被問到“對于年輕人有什么建議”時，他說道：

“財務(wù)自由是相對的，你的物質(zhì)欲望很高，永遠(yuǎn)不自由。……年輕人不要搞得債務(wù)太重，要留著“‘去你的’的本錢（英文叫做‘Fuck-you money’）”，就是老板罵你時你敢跟老板說“去你的，老子不干了”——才能有創(chuàng)新的底氣。……自由最重要，別太把自己當(dāng)回事。”

而曾毓群的老東家日本TDK的企業(yè)宗旨，講得更直截了當(dāng)：

“沒有夢想的地方，就不會有創(chuàng)造與建設(shè)。”

說得露骨一點(diǎn)：做“牛馬”的，怎么可能看見天空中翱翔的鷹所能看見的？然而關(guān)鍵問題是：這是我們能選擇的嗎？

就連強(qiáng)大到全球動力電池領(lǐng)域找不到對手的曾毓群都說：CATL雖然已經(jīng)是第一，但這個第一是“虛”的。要當(dāng)真正的第一，得是內(nèi)外雙修的第一，CATL現(xiàn)在還不夠扎實(shí)。扎實(shí)的第一應(yīng)該是到達(dá)只有CATL和“其他”之分的境界。言下之意就是CATL也還沒達(dá)到“從理論到實(shí)踐徹底解決問題”的那種至高境界。

為達(dá)到最高境界，需要上升到“道”的層面去探索，曾毓群說：“‘術(shù)’（工具方法），是西方厲害，而‘道’（根本哲學(xué)），就要看中國價值體系。其實(shí)‘道’的層面，東西方也并不矛盾。基督教說：犧牲自己救贖他人。我們中國儒家比較溫和，講究修己達(dá)人。其實(shí)是有共識的。”

寧德時代的官方企業(yè)文化（“修己、達(dá)人、奮斗、創(chuàng)新”）中，“修己”是放在第一位的，這在國內(nèi)企業(yè)的企業(yè)文化中實(shí)屬罕見。這個“修己”凝練了寧德時代創(chuàng)始人曾毓群個人的經(jīng)歷、智慧和思考。他斷言：

“職業(yè)經(jīng)理人也可以有企業(yè)家精神，只要對事業(yè)有宗教般的信仰。”

雖然說在國內(nèi)罕見這樣的企業(yè)文化表述，但在粉體工業(yè)強(qiáng)國日本這樣的企業(yè)文化卻比比皆是。以TDK為例，“始終致力于自我革新”就出自于TDK株式會社現(xiàn)任社長兼CEO的致辭。此前在《拿什么拯救你，我們的高純氧化鋁？》一文中，我們已經(jīng)明確指出了：日本眾多企業(yè)家的精神理念傳承了我們中國儒家或佛教思想精華。

最后，讓我們共同來響應(yīng)曾毓群先生的號召

“我們頭部民營企業(yè)一定要去朝建設(shè)世界一流企業(yè)的目標(biāo)前進(jìn)。如何在技術(shù)、經(jīng)營、管理、客戶滿意度等方面做到引領(lǐng)世界，這是值得頭部企業(yè)思考的問題。因此，頭部企業(yè)一定要奮發(fā)圖強(qiáng)，才能夠響應(yīng)我們中華民族偉大復(fù)興的號召。”