硅負(fù)極的能量密度是石墨碳負(fù)極的10倍,目前通過(guò)硅負(fù)極材料的引入來(lái)提升電池能量密度已是業(yè)界公認(rèn)的方向之一,日韓等大電芯廠商都在做硅負(fù)極電池的商業(yè)化,中國(guó)一些電池廠商也在跟蹤,但是至目前為止還沒(méi)有看到量產(chǎn)的產(chǎn)品.雖然都知道采用硅負(fù)極材料,但是各家的實(shí)現(xiàn)方式不一樣,這就是各自的knowhow了.

這里,有一家神秘美國(guó)AmpriusInc(安普瑞斯公司)已開(kāi)始在中國(guó)市場(chǎng)提供硅負(fù)極材料的高能量密度電池,去年底開(kāi)始供貨給深圳的一家手機(jī)公司,目前出貨已近十萬(wàn),這應(yīng)該算是硅負(fù)極高能量密度電池的首個(gè)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(qiáng)大:前谷歌董事長(zhǎng)施密特參與了首輪投資,而技術(shù)的主要發(fā)明人則是美國(guó)斯坦福大學(xué)材料科學(xué)和工程系終身教授崔屹博士,在斯坦福大學(xué)還有一個(gè)"崔屹實(shí)驗(yàn)室".

崔屹畢業(yè)于中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué),美國(guó)哈佛大學(xué)博士.目前安普瑞斯公司已獲得多個(gè)知名投資機(jī)構(gòu)的青睞,除了谷歌董事長(zhǎng)施密特外,包括美國(guó)Trident資本、美國(guó)VPCP資本、美國(guó)KPCB資本等都已是他們的投資人,而美國(guó)前能源部長(zhǎng)諾貝爾物理獎(jiǎng)獲得者朱棣文博士也是它的董事之一.

安普瑞斯到底有什么"knowhow",讓它成為硅負(fù)極高能量密度電池的首個(gè)商用公司,讓這么多大腕爭(zhēng)相參投?它能帶來(lái)的能量密度到底有多少提升呢?

"核-殼"結(jié)構(gòu)突破量產(chǎn)障礙,能量密度提升40%

"硅負(fù)極材料目前面臨的最大挑戰(zhàn)是控制硅膨脹,業(yè)界想了很多辦法來(lái)克服硅膨脹.而崔屹博士發(fā)明了核–殼硅納米線結(jié)構(gòu),成功克服了控制硅膨脹."安普瑞斯員工何向陽(yáng)介紹,"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.".

"我們目前在研發(fā)的第三代產(chǎn)品才是純硅負(fù)極材料,它需要用全新的電芯生產(chǎn)線來(lái)生產(chǎn),設(shè)備都需要我們自己研發(fā),它會(huì)采用半導(dǎo)體晶園生長(zhǎng)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)硅我負(fù)極材料的生成,這個(gè)能量密度將可達(dá)到900WH/L,預(yù)計(jì)明年可以進(jìn)行小批量試產(chǎn)."他解釋."以目前的石墨碳負(fù)極電池的能量密度,達(dá)到600WH/L差不多已到極限,而采用硅負(fù)級(jí)能迅速讓電池能量密度提升."何向陽(yáng)解釋.

安普瑞斯目前第一代電池的生產(chǎn),和馬上的二代電池的生產(chǎn),都外包給中國(guó)的一家電芯廠商(也是蘋國(guó)的電芯供應(yīng)商,名字昌旭就不提了),安普瑞斯自己沒(méi)有生產(chǎn),只是在南京安普瑞斯設(shè)有中試設(shè)備.但是,第三代產(chǎn)品將會(huì)自己生產(chǎn),工廠地可能會(huì)設(shè)在無(wú)錫.除了上面提到的一家中國(guó)手機(jī)公司開(kāi)始采用他們的第一代產(chǎn)品,安普瑞斯已完成多項(xiàng)國(guó)際領(lǐng)先智能手機(jī)OEM的電池設(shè)計(jì)項(xiàng),當(dāng)然會(huì)在第二代產(chǎn)品中采用.如果可能的話,谷歌眼鏡也是非常有可能的對(duì)象.

安普瑞斯創(chuàng)始人崔屹仍在美國(guó),引導(dǎo)美國(guó)的團(tuán)隊(duì)進(jìn)行未來(lái)材料相關(guān)的研發(fā),南京安普瑞斯則是進(jìn)行電芯研發(fā),為客戶定制電池.除了上面提到的硅負(fù)極材料架構(gòu)會(huì)從目前的一代演進(jìn)到第三代外,崔屹還在引導(dǎo)硅負(fù)極電池電化學(xué)包括電解液,化成,預(yù)充鋰等材料的創(chuàng)新,同時(shí)也在研究"高電壓富鋰正極"等正極材料和技術(shù)的創(chuàng)新.

在正極技術(shù)方面,何向陽(yáng)稱隨著手機(jī)的輸出電壓不斷提升,以讓用戶在電池耗盡被迫關(guān)機(jī)前能多用1-2%的電量,未來(lái)輸出電壓可能會(huì)提升到4.5V,這會(huì)要求正極有非常強(qiáng)的保護(hù)層材料,他們已可以做到.另外,主芯片廠商要求的電池突發(fā)電流也越來(lái)越大,比如MTK已從原來(lái)的2A,到4A(MT6592),未來(lái)的手機(jī)芯片還可能要求電池突發(fā)電流支持到7A,這對(duì)電化學(xué)平臺(tái)有新的要求,這也是他們的研究方向.