Enovix硅負極電池計劃2020年商業化

傳統鋰離子電池結構設計的固有缺陷與制造工藝都會使鋰離子電池具有不可避免的安全隱患，而新型鋰離子電池制造工藝的出現或將改變這一現狀。

外媒報道稱，美國鋰離子電池材料公司Enovix宣布與兩家公司簽署了協議，共同開發和加工用于移動計算和通信設備的硅負極鋰電池。這標志著Enovix在2020年實現其3D硅鋰電池商業化方面取得了里程碑式的沖破。

Enovix成立于2007年，啟動資金來源于硅谷的幾家風險投資公司。該公司的第一個項目是研究是不是能用硅代替石墨做可充電鋰離子電池的負極材料。

Enovix稱使用其獲得專利的3D電池結構開發了一種新型鋰電池，該電池采用100％硅負極，可顯著提高能量密度和安全性并保持高循環壽命。

據知道，Enovix從2018年開始向領先的數碼電子產品制造商提供了硅負極電池的樣品并達成了合作協議。該電池的額定能量密度超過900wh/L，整個充電深度循環壽命超過500次。

目前，Enovix已經獲得了包括英特爾、高通和賽普拉斯等企業的戰略投資。截至目前已經獲得了超過1.5億美元（約合人民幣10.5億元）的融資，主要用于硅負極電池的研發和加工。

“我們仍在進行技術研發升級，期待到2022年使我們的100％硅負極電池的能量密度達到1250wh/L，循環壽命超過1000次。”Enovix聯合創始人兼首席執行官HarroldRust表示，預計到2020年末將實現用于商業使用的電池全自動加工。

據知道，Enovix的硅負極電池在制造工藝方面主要有以下緊要改進：一是使用硅晶圓光刻技術在硅晶圓上制造兩極；二是將傳統鋰離子電池的陽極材料石墨換成了多孔硅。

Enovix電池使用了來自芯片行業的硅晶圓光刻技術，在1毫米厚的硅晶圓上制造陰極，負極和隔膜，這顯著地減少了浪費的空間。在這種電池中，75％的電池體積用于儲存能量，這比傳統電池增加了約25%的電容量。

將電極集成到硅晶圓上，也會使電池的正極安全。通常，正極材料都有不同的工作溫度限制，當工作溫度超過臨界溫度，正極材料就會自動分析，釋放出支持燃燒的氧。

如果這個過程繼續發生，就可能造成起火或爆炸。而Enovix將正極分成了成千上萬個由硅分離開來的微小部分，硅的導熱速度很快，于是降低了由熱擴散引起的起火爆炸的可能性。

Enovix電池使用多孔硅，在充放電的過程中，膨脹會使多孔硅材料的孔變得更小，而不至于使整個負極膨脹，這就使得電池在重復充放電循環期間電池結構的完整性能夠得以保持。

Enovix最初的目標市場是移動設備范疇，但隨著能量密度的提升和產量提升使得成本下降，Enovix計劃在將來3-5年內為電動車市場供貨。

為此，Enovix最近與一家領先的國際汽車制造商一起完成了研究計劃的第一階段。同時和一家亞洲鋰電池制造商簽署了合作伙伴協議，以幫助加快其制造步伐，以滿足包括電動車市場在內的客戶需求。

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