欢迎来到超级锂离子电池时代

2020-02-11 07:23

Sila是最早发现如何大规模生产硅纳米颗粒的公司之一。他们的解决方案是将硅纳米颗粒封装到一个坚硬的外壳中，以保护它们不受电池电解液的破坏。外壳的内部基本上是一个硅海绵，它的多孔性意味着它可以适应电池充电时的膨胀。

这与材料制造商Advano采用的方法类似，后者在新奥尔良的工厂生产成吨的硅纳米颗粒。为了降低生产纳米颗粒的成本，阿德瓦诺的原材料来自于生产太阳能电池板和其他电子产品的公司的硅片。阿德瓦诺工厂使用化学工艺将晶圆磨成高度工程化的纳米颗粒，用于电池负极。

“真正的问题不是‘我们能得到一个强大的电池吗?'问题是，我们能否让电池便宜到足以制造数万亿个这样的电池?”Advano的创始人兼首席执行官亚历山大吉罗表示。

到目前为止，这些公司都没有看到他们的阳极材料被用于消费产品，但他们都在与电池制造商进行谈判，以实现这一目标。Sila预计其阳极将在一年内用于无线耳机和智能手表。投资了iPod联合创始人托尼法德尔(Tony Fadell)的Advano也在进行谈判，希望在不久的将来将其阳极应用于消费电子产品。虽然离电动汽车还有很长一段路要走，但证明这项技术在电子产品中也能发挥作用，是朝着这个方向迈出的一小步。

佐治亚理工学院的材料科学家马修麦克道尔(Matthew McDowell)说:“电池的发展速度不如其他技术领域，比如计算机。”他说，原因在于电池负极用硅代替石墨所涉及的变量之间复杂的相互作用。这不仅仅是增加能量密度的问题，还要确保这不会降低电池的热稳定性、充电率或寿命。

麦克道尔说:“大规模设计新材料，在满足所有其他指标的同时提高产能，是一个重大挑战。

这就是为什么公司从小型消费电子产品开始，制造第一波硅锂电池。斯蒂芬森可再生能源研究所的主任劳伦斯·哈德威克说，它们是“唾手可得的果实”。电子产品中的电池只能使用几年。电动汽车需要电池寿命超过10年，并能处理日常充电、各种温度变化和其他独特的压力。哈德威克说，制造一种能在更长时间内保持高能量的锂硅电池是一个“更大的挑战”。

伯迪切夫斯基很清楚大规模生产一种可用于电动车的锂硅电池所面临的障碍。他预计至少要到2025年才能在商用电动汽车上看到硅阳极。但他相信，一旦他们问世，它将再次重塑汽车工业。

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