近年来,锂离子电池的性能达到了平稳期,成为新能源车电池的主流,但充电率和续航一直是该电池的长期焦虑,这给其他电池路线留下进步的空间。用硅代替石墨(当今电池阳极中常用的材料)制成的电池,已被证明能够实现更高的能量密度和更快的充电。
从事该技术的公司之一Amprius Technologies的首席执行官Kang Sun表示,"硅基阳极电池的能量密度是石墨的10倍"。该公司首席运营官Jon Bornstein补充道:"我们已经证明,我们可以在六分钟内充电到80%"。Amprius已经在与空中客车公司(Airbus),美国军方、AeroVironment和BAE系统公司合作。
由一群前特斯拉电池工程师创办的Sila Nanotechnologies公司也在研究硅基阳极电池技术。该公司自2021开始上市,其产品用于Whoop健身跟踪器,现在业务现在正在扩大到汽车生产领域。该公司首席执行官兼联合创始人Gene Berdichevsky表示:"我们的第一个汽车客户将是梅赛德斯,他们宣布与我们达成供应协议,首个应用我们电池的车型将是G Wagon。"
业界有消息称,奔驰将从2025年开始在其推出的G-Class中采用一种新的高能量密度电池,该电池使用硅基阳极,能量密度比目前可用的同类电池高20-40%。负极材料来自美加州初创公司Sila Nanotechnologies。
保时捷也计划在其汽车中使用硅基阳极电池,并投资了总部位于华盛顿州的Group14 Technologies。Group14 Technologies首席执行官兼联合创始人Rick Luebbe表示:"保时捷的研发负责人明确表示,在保时捷,汽车的灵魂一直是发动机和变速器……他们相信汽车的下一个灵魂将是电池。"
此前,通用汽车和OneD Battery Sciences宣布执行一项联合研究开发协议,重点关注OneD的硅纳米技术在通用汽车的Ultium电池中的潜在用途,以推动能量密度的显着提高,从而实现更长的续航里程并降低成本。GM Ventures和Volta Energy Technologies也参与了 OneD的C轮融资。
合作的重点是OneD的SINANODE平台,该平台通过将硅纳米线融合到EV级石墨中,在阳极电池上添加更多的硅。硅可以储存比石墨多10倍的能量。提高能量密度可以为更小、更轻、更高效的电池组打开大门,这些电池组可以以更低的成本实现更高的续航里程。
据悉,硅基阳极电池在充电率方面要比传统锂电池好得多,这也是实现电动汽车未来的一个关键区别,因为大多数人不想为充电等待很长时间,毕竟加油只需要几分钟。尽管如此,硅阳极电池有一个潜在的缺点:硅材料会膨胀,这意味着每次充电都会导致电池退化。
关于这一点,一些创业公司认为,通过硅基阳极电池在踏板车等小型交通工具的长期实验与应用,基本上解决了电池退化的问题。另外,Sila Nanotechnologies近期对外宣布,已经发现了新的硅材料“泰坦硅”,并已经敲定了首批硅基阳极大规模制造的工艺流程,目前该材料正处于汽车制造商的后期认证阶段,并将于明年年底在新工厂开始生产。
Sila Nanotechnologies首席官Gene Berdichevsky预测称,到2030年,全世界三分之一的电动汽车将采用硅基阳极电池。2035年,硅基阳极电池将成为新能源车行业的主流选择。