讓電動汽車革命(ming)成為可(ke)能的電池突破(po)來自你(ni)從未聽說(shuo)過的地方。你(ni)可(ke)能聽說(shuo)過QuantumScape和StoreDot，但Group14科(ke)技(ji)公司(si)呢?這家公司(si)表示，他們已(yi)經找(zhao)到了一種用硅(gui)制造電池陽(yang)極的方法(fa)。

　　這(zhe)有(you)什(shen)么不同(tong)?因(yin)為(wei)硅陽(yang)極比石墨電(dian)極能(neng)(neng)儲(chu)存更(geng)多的(de)能(neng)(neng)量。更(geng)大的(de)能(neng)(neng)量密度(du)意(yi)味著更(geng)快的(de)充(chong)電(dian)速度(du)、更(geng)長的(de)續航(hang)里程(cheng)和更(geng)低的(de)成本(ben)。Group14在做的(de)事情一定(ding)有(you)蹊蹺，因(yin)為(wei)保時(shi)捷(jie)(Porsche)剛剛向該(gai)公司投(tou)資了(le)4億美元。這(zhe)筆錢將用(yong)于在華盛頓市(shi)中心建造一座(zuo)新(xin)工(gong)廠(chang)，該(gai)工(gong)廠(chang)每年將生產(chan)足夠60萬輛電(dian)動汽車使(shi)用(yong)的(de)碳化硅陽(yang)極。預(yu)計(ji)將于2023年底投(tou)入使(shi)用(yong)。

　　其他公(gong)(gong)司也在研究硅陽極，但他們距(ju)離商業化生產可能還需(xu)要(yao)數年(nian)時間。Group14的聯合創始人兼首席(xi)執行官里(li)克·呂伯(Rick Luebbe)告訴媒體，他的公(gong)(gong)司預計最早將(jiang)于(yu)明年(nian)將(jiang)其第一批硅陽極電池安裝到電動(dong)汽車上。

　　“硅電池已經出現了，”他說。“這項技術是經過驗證的。現在要做的是擴大規模以滿足需求。”他對保時捷的新投資感到興奮。“他們被公認為汽車行業的技術領導者之一。我們對保時捷團隊的認可感到非常興奮。”
 

　　硅有一(yi)個缺點(dian)一(yi)直困擾著研究人(ren)員，當電池充電和(he)放(fang)電時，它會膨脹和(he)收縮。這些波(bo)動會損(sun)壞電池。對包括Group14在內(nei)的(de)公司(si)來(lai)說，訣竅在于利用硅的(de)能力，同時將其(qi)造成的(de)損(sun)害降至最低(di)。

　　Group14的配方被稱為SCC55，根據(ju)該公(gong)司(si)網(wang)站上(shang)的介紹，它使用“硬(ying)碳基(ji)支架(jia)”來保持硅“以最(zui)理(li)想的形式——非晶(jing)、納(na)米(mi)大(da)(da)小(xiao)和碳包裹”。換句話說，硅位于(yu)一個(ge)極(ji)小(xiao)的腳手架(jia)結構(gou)中，在不削弱陽(yang)極(ji)結構(gou)的情況下，它有(you)擴大(da)(da)和收縮(suo)的空間，Luebbe解(jie)釋道。

　　該(gai)公司稱其(qi)用于制造碳(tan)支(zhi)架(jia)(jia)的(de)過程為干(gan)分解。這是“一種令人難以置信(xin)的(de)高(gao)效(xiao)和環(huan)境友(you)好的(de)方(fang)法來合成(cheng)(cheng)碳(tan)，創造完(wan)美(mei)的(de)碳(tan)支(zhi)架(jia)(jia)。這種新方(fang)法具有高(gao)度可擴展性，通過將干(gan)聚合與(yu)熱處理相(xiang)結合，消(xiao)除了對溶劑(ji)的(de)需(xu)求。該(gai)平(ping)臺為硅(gui)-碳(tan)復合材料提供了理想的(de)碳(tan)支(zhi)架(jia)(jia)，非常適合保留(liu)非晶納米(mi)硅(gui)。重要的(de)是，“干(gan)分解”是在(zai)一個單一的(de)步驟和一個反應器中(zhong)完(wan)成(cheng)(cheng)的(de)。

　　一旦支架制作完成，下一步就是“Siligenesis”。Group14就是這樣制造硅負極材料的。“這種新方法既在碳支架中創造了硅，又在碳支架中調節了內部空洞空間，它采用了一種非外來的前體，在多孔碳支架中轉化為硅。除了提供硅的理想形態外，Siligenesis還支持硅在復合材料的剩余顆粒間隙空間中的膨脹和收縮，進一步提高其電化學性能。”
 

　　要(yao)獲得(de)理想的(de)陽極需要(yao)多年(nian)復雜的(de)實驗(yan)室科學。Group14起源于(yu)一家(jia)名為EnerG2的(de)公(gong)(gong)司，該公(gong)(gong)司專注(zhu)于(yu)納米合成碳工(gong)程。這家(jia)母(mu)公(gong)(gong)司被(bei)賣(mai)給了巴(ba)斯夫(BASF)，然后在2015年(nian)分拆出Group14，將這種技術方法應(ying)用于(yu)硅陽極。

　　縱觀該(gai)領域，Sila Nanotechnologies已經為其(qi)類(lei)似的探索籌集了數億美元，而Sionic Energy則(ze)制造了硅陽(yang)極和(he)協同(tong)優化的電解(jie)質。該(gai)公司的電池(chi)技(ji)術首先應用(yong)(yong)于(yu)無人機(ji)，但預計在這(zhe)個10年的中期將其(qi)陽(yang)極應用(yong)(yong)于(yu)汽車(che)。

　　Luebbe表示：“我們將(jiang)成(cheng)為首批進入電動汽車的(de)廠商。但(dan)要(yao)改變一個行(xing)業，需要(yao)很(hen)多參(can)與者。”他(ta)拒絕(jue)透露哪一款汽車將(jiang)率先在市(shi)場上使用硅陽極，但(dan)他(ta)表示，保時捷的(de)投(tou)資同時，其(qi)承諾(nuo)將(jiang)在2024年開始為其(qi)汽車生產硅鋰電池。當(dang)然(ran)，保時捷是大眾集團的(de)一部分，所以它知道的(de)一切，集團的(de)其(qi)他(ta)成(cheng)員(yuan)也(ye)知道。

　　當所(suo)有人都迷戀固態(tai)電(dian)池(chi)時，硅陽(yang)極(ji)有一個巨大的(de)(de)市場優勢(shi)。它們可以被投入到鋰離子電(dian)池(chi)的(de)(de)制(zhi)造過程(cheng)中，生(sheng)產(chan)過程(cheng)幾(ji)乎沒(mei)有改(gai)變(bian)。而固態(tai)電(dian)池(chi)會使價值數十億(yi)美元的(de)(de)現有制(zhi)造基礎設(she)施面(mian)臨淘(tao)汰。

　　當今世界，有很多電池突破的故事(shi)，但很少有一個(ge)領先的汽車制造商會押注(zhu)4億美元。

　　(素材來自：Group14/Porsche 全球儲能網、新能源網綜合)


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