硅負(fù)極高能量密度電池商用 打破鋰電局限？

　　硅負(fù)極的能量密度是石墨碳負(fù)極的10倍，目前通過(guò)硅負(fù)極材料的引入來(lái)提升電池能量密度已是業(yè)界公認(rèn)的方向之一，日韓等大電芯廠商都在做硅負(fù)極電池的商業(yè)化，中國(guó)一些電池廠商也在跟蹤，但是至目前為止還沒(méi)有看到量產(chǎn)的產(chǎn)品。雖然都知道采用硅負(fù)極材料，但是各家的實(shí)現(xiàn)方式不一樣，這就是各自的know how了。

　　這里，有一家神秘美國(guó)Amprius Inc(安普瑞斯公司)已開(kāi)始在中國(guó)市場(chǎng)提供硅負(fù)極材料的高能量密度電池，去年底開(kāi)始供貨給深圳的一家手機(jī)公司，目前出貨已近十萬(wàn)，這應(yīng)該算是硅負(fù)極高能量密度電池的首個(gè)商用案例。

　　

　　這家新興的公司雖然成立才五年(09年成立)，但是它的背景卻十分強(qiáng)大前谷歌董事長(zhǎng)施密特參與了首輪投資，而技術(shù)的主要發(fā)明人則是美國(guó)斯坦福大學(xué)材料科學(xué)和工程系終身教授崔屹博士，在斯坦福大學(xué)還有一個(gè)“崔屹實(shí)驗(yàn)室”。

　　崔屹畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)，美國(guó)哈佛大學(xué)博士。目前安普瑞斯公司已獲得多個(gè)知名投資機(jī)構(gòu)的青睞，除了谷歌董事長(zhǎng)施密特外，包括美國(guó)Trident資本、美國(guó)VPCP資本、美國(guó)KPCB資本等都已是他們的投資人，而美國(guó)前能源部長(zhǎng)諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者朱棣文博士也是它的董事之一。

　　安普瑞斯到底有什么“know how”，讓它成為硅負(fù)極高能量密度電池的首個(gè)商用公司，讓這么多大腕爭(zhēng)相參投？它能帶來(lái)的能量密度到底有多少提升呢？

　　

　　“核-殼”結(jié)構(gòu)突破量產(chǎn)障礙，能量密度提升40%

　　“硅負(fù)極材料目前面臨的最大挑戰(zhàn)是控制硅膨脹，業(yè)界想了很多辦法來(lái)克服硅膨脹。而崔屹博士發(fā)明了核 – 殼硅納米線結(jié)構(gòu)，成功克服了控制硅膨脹。”安普瑞斯員工何向陽(yáng)介紹，“形象的比喻就是做成雞蛋的形狀，在硅的外面包一層碳的“蛋清”，從而控制了膨脹。”(如下圖一)。

　　

　　圖中第一個(gè)圖的架構(gòu)是第一代產(chǎn)品，目前已經(jīng)上市，能量密度可以做到650WH/L，比目前市場(chǎng)上普通的電池能量密度高出約20%左右。第二個(gè)圖是馬上要量產(chǎn)的第二代產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，比第一代產(chǎn)品的能量密度能再提升10%-20%。但是，嚴(yán)格上來(lái)說(shuō)，這兩種結(jié)構(gòu)還不是純硅負(fù)極，而是硅碳混合負(fù)極。

　　“我們目前在研發(fā)的第三代產(chǎn)品才是純硅負(fù)極材料，它需要用全新的電芯生產(chǎn)線來(lái)生產(chǎn)，設(shè)備都需要我們自己研發(fā)，它會(huì)采用半導(dǎo)體晶園生長(zhǎng)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)硅我負(fù)極材料的生成，這個(gè)能量密度將可達(dá)到 900WH/L，預(yù)計(jì)明年可以進(jìn)行小批量試產(chǎn)。”他解釋。“以目前的石墨碳負(fù)極電池的能量密度，達(dá)到600WH/L差不多已到極限，而采用硅負(fù)級(jí)能迅速讓電池能量密度提升。”何向陽(yáng)解釋。(如下圖二)

　　

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