硅負極高能量密度電池商用 欲打破鋰電局限？

硅負極的能量密度是石墨碳負極的10倍，目前通過硅負極材料的引入來提升電池能量密度已是業界公認的方向之一，日韓等大電芯廠商都在做硅負極電池的商業化，中國一些電池廠商也在跟蹤，但是至目前為止還沒有看到量產的產品。雖然都了解采用硅負極材料，但是各家的實現方式不一樣，這就是各自的knowhow了。

這里，有一家深奧美國AmpriusInc(安普瑞斯公司)已開始在中國市場提供硅負極材料的高能量密度電池，去年底開始供貨給深圳的一家手機公司，目前出貨已近十萬，這應當算是硅負極高能量密度電池的首個商用案例。

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大：前谷歌董事長施密特參與了首輪投資，而技術的主要發明人則是美國斯坦福大學材料科學和工程系終身教授崔屹博士，在斯坦福大學還有一個“崔屹試驗室。

崔屹卒業于中國科學技術大學，美國哈佛大學博士。目前安普瑞斯公司已獲得多個知名投資機構的酷愛，除了谷歌董事長施密特外，包括美國Trident資本、美國VPCP資本、美國KPCB資本等都已是他們的投資人，而美國前能源部長諾貝爾物理獎獲得者朱棣文博士也是它的董事之一。

安普瑞斯究竟有哪些“knowhow，讓它成為硅負極高能量密度電池的首個商用公司，讓這么多大腕爭相參投？它能帶來的能量密度究竟有多少提升呢？

“核-殼結構沖破量產障礙，能量密度提升40%

“硅負極材料目前面臨的最大挑戰是控制硅膨脹，業界想了很多方法來克服硅膨脹。而崔屹博士發明了核–殼硅納米線結構，成功克服了控制硅膨脹。安普瑞斯員工何向陽解析，“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)。

圖中第一個圖的架構是第一代產品，目前已經上市，能量密度可以做到650WH/L，比目前市場上一般的電池能量密度高出約20%左右。第二個圖是馬上要量產的第二代產品結構，比第一代產品的能量密度能再提升10%-20%。但是，嚴格上來說，這兩種結構還不是純硅負極，而是硅碳混合負極。

“我們目前在研發的第三代產品才是純硅負極材料，它需要用全新的電芯加工線來加工，設備都需要我們自己研發，它會采用半導體晶園生長的方式來實現硅我負極材料的生成，這個能量密度將可達到900WH/L，預計明年可以進行小批量試產。他解釋。“以目前的石墨碳負極電池的能量密度，達到600WH/L差不多已到極限，而采用硅負級能迅速讓電池能量密度提升。何向陽解釋。(如下圖二)

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