新型硅鋰電池商業(yè)化在即
美國硅谷希拉(Sila)納米技術(shù)公司近日宣布，已籌集7000萬(wàn)美元將其新型硅鋰電池技術(shù)從原型擴展到商業(yè)規模。該公司稱(chēng)，其擁有的技術(shù)可將鋰離子電池的容量提高40%。
鋰離子電池是現代生活的主力軍，為人們的智能手機和電動(dòng)汽車(chē)提供動(dòng)力。但是智能手機的電力一般使用不到一整天后就會(huì )耗盡;電動(dòng)汽車(chē)則帶給人們“里程焦慮”，即使充滿(mǎn)電，人們也無(wú)法像汽油動(dòng)力車(chē)般放心出行。
通過(guò)優(yōu)化現有材料，老式鋰離子電池已能實(shí)現每年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的鋰離子數量。到目前為止，電池壽命的大部分改進(jìn)都是通過(guò)陰極的鎳、錳和鈷的某些組合實(shí)現。當這些金屬結合在一起時(shí)，其晶體結構可更有效地儲存鋰離子，還使離子通過(guò)陰極移動(dòng)到陽(yáng)極比其他材料更容易。但陽(yáng)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(lái)制造更高容量的陽(yáng)極，理論上，其可存儲的鋰離子數量約為類(lèi)似尺寸石墨陽(yáng)極的25倍，但均因硅陽(yáng)極在眾多鋰離子的壓力下破裂而失敗。希拉公司試圖通過(guò)將硅原子填充在相對空的納米粒子基質(zhì)內來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。當硅陽(yáng)極吸收鋰離子時(shí)，離子會(huì )填滿(mǎn)空隙而不是將硅原子擠開(kāi)，從而確保結構不會(huì )破裂。
希拉公司首席執行官吉恩·貝迪奇夫斯基表示，經(jīng)過(guò)7年的發(fā)展，其硅陽(yáng)極鋰電池技術(shù)已在無(wú)線(xiàn)耳機、智能手表和智能手機等小型電子設備中得到驗證。包括三星和西門(mén)子在內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)電池容量的設施，足可為200萬(wàn)部智能手機或1000萬(wàn)塊智能手表提供動(dòng)力。
如果成功，希拉公司將轉而制造為電動(dòng)汽車(chē)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第一家使用硅鋰電池的汽車(chē)制造商。
電池最重要的一個(gè)指標是能量密度，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，就是單位重量或單位體積所能儲存的能量。提升這一性能的關(guān)鍵，在于陽(yáng)極和陰極材料。其實(shí)，硅在單位重量上儲存鋰離子的能力比目前主流的石墨要好得多，不過(guò)它太“敏感”，在充放電過(guò)程中容易破裂。若能解決這個(gè)問(wèn)題，硅鋰電池大有可為，畢竟，光是能玩一天手機不用充電這點(diǎn)就能讓很多人瘋狂心動(dòng)。從能查到的資料來(lái)看，國內外很多團隊都在硅鋰電池方面發(fā)力，只是文中提到的希拉公司確實(shí)在營(yíng)銷(xiāo)造勢和商業(yè)化上走在了前頭。(記者馮衛東)
