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希拉公司籌備硅基鋰電池商業(yè)化將鋰電池的容量提高40%

鉅大LARGE  |  點(diǎn)擊量:427次  |  2022年11月09日  

美國硅谷希拉(Sila)納米技術(shù)公司近日宣布,已籌集7000萬美元將其新型硅鋰電池技術(shù)從原型擴(kuò)展到商業(yè)規(guī)模。該公司稱,其擁有的技術(shù)可將鋰離子電池的容量提高40%。


通過優(yōu)化現(xiàn)有材料,老式鋰電池已能實(shí)現(xiàn)每年5%左右的性能提升。提高電池容量的最直接方法是增加在任一電極中存儲(chǔ)的鋰離子數(shù)量。到目前為止,電池壽命的大部分改進(jìn)都是通過正極的鎳、錳和鈷的某些組合實(shí)現(xiàn)。當(dāng)這些金屬結(jié)合在一起時(shí),其晶體結(jié)構(gòu)可更有效地儲(chǔ)存鋰離子,還使離子通過正極移動(dòng)到陽極比其他材料更容易。但負(fù)極基本上都是用同一材料——石墨制成。


許多公司目前正在嘗試使用硅來制造更高容量的負(fù)極,理論上,其可存儲(chǔ)的鋰離子數(shù)量約為類似尺寸石墨負(fù)極的25倍,但均因硅負(fù)極在眾多鋰離子的壓力下破裂而失敗。希拉公司試圖通過將硅原子填充在相對(duì)空的納米粒子基質(zhì)內(nèi)來解決這個(gè)問題。當(dāng)硅負(fù)極吸收鋰離子時(shí),離子會(huì)填滿空隙而不是將硅原子擠開,從而確保結(jié)構(gòu)不會(huì)破裂。


希拉公司首席執(zhí)行官吉恩·貝迪奇夫斯基表示,經(jīng)過7年的發(fā)展,其硅負(fù)極鋰電池技術(shù)已在無線耳機(jī)、智能手表和智能手機(jī)等小型電子設(shè)備中得到驗(yàn)證。包括三星和西門子在內(nèi)的投資者最新注入的資金將幫助希拉公司在硅谷建立一個(gè)能夠年產(chǎn)20兆瓦時(shí)電池容量的設(shè)施,足可為200萬部智能手機(jī)或1000萬塊智能手表提供動(dòng)力。


如果成功,希拉公司將轉(zhuǎn)而制造為電動(dòng)汽車提供動(dòng)力的大型電池。今年早些時(shí)候,該公司已與寶馬公司建立合作伙伴關(guān)系,寶馬公司表示愿意成為使用硅鋰電池的汽車制造商。

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電池最重要的一個(gè)指標(biāo)是能量密度,簡單來說,就是單位重量或單位體積所能儲(chǔ)存的能量。提升這一性能的關(guān)鍵,在于負(fù)極和正極材料。其實(shí),硅在單位重量上儲(chǔ)存鋰離子的能力比目前主流的石墨要好得多,不過它太“敏感”,在充放電過程中容易破裂。若能解決這個(gè)問題,硅鋰電池大有可為。

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