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要想實現鋰離子電池能量密度進一步提升，硅負極的使用不可避免。

為了解決硅負極的制造難題，斯坦福大學崔屹教授創建了Amprius公司，Amprius完善了這一技術，實現了世界上第一個100%硅納米線鋰離子電池負極。

2021年，這個崔屹教授建立的公司做出的100%硅負極鋰電池實現了能量密度370 Wh/kg，并且充電時，從0充電到80%，僅用6分鐘，這種電池在當前的手機快充以及電動車的快充中有非常好的應用前景。此外，Amprius還開發了具有低成本的硅碳復合負極，電池能量密度達到350 Wh/kg。

最近Amprius公司宣布，已經生產了第一批超高能量密度的鋰電池，在比容量和能量密度上都實現了重大的突破，該款鋰電池的電池密度達到450 Wh/kg（1150 Wh/l），是目前可用電池中能量密度最高的鋰電池。

最近，另一家美國初創公司也在硅負極上取得了突破，公司名為OneD Battery Sciences，他們開發了一種名叫SINANODE的工藝。

使用硅負極的常用的方法包括將氧化硅顆粒或碳包覆的納米硅顆粒與石墨混合。這些方法依靠特殊的聚合物來穩定或防止硅破裂和失去電接觸。它們受到一個或多個關鍵因素的限制:硅的添加量或可獲取量、制造規?；虺杀?，以及與整個電動汽車供應鏈的大規模投資缺乏兼容性。

此外，這些解決方案必須是單一來源的，不能讓電動汽車制造商提供完全差異化、定制化的高性能電動汽車電池，這些電池是由多個材料供應商提供的多家工廠生產的。

SINANODE工藝只使用硅烷、氮和適量的電力，就像把電線插入插座一樣，將硅納米線直接連接到石墨上。當帶電時，硅納米線保持柔韌，不會破裂。由于每個石墨顆粒上都有成千上萬根納米線，硅將陽極的能量密度提高了兩倍。

硅負極的利用最大問題是成本，其中包含硅顆?；蛘呒{米硅的前體成本，資本設備和制造成本。SINANODE重新定義了電池的性能和成本，同時充分利用了當前價值鏈的各個方面，包括已經大規模生產的石墨粉末和現有的制造工藝。

事實上，SINANODE過程與使用哪種石墨以及石墨顆粒的大小無關。在SINANODE過程中，硅的均勻分散與顆粒大小無關。

使用成熟的生產設備，可以獲得高產量硅烷，并降低陽極成本。更重要的是，由此產生的硅-石墨復合負極材料可以立即用于現有的工業規模的電極涂層設備，并且與其他材料、電池設計規范和目前電動汽車電池工廠使用的工藝兼容。

更令人驚訝的是，在微米大小的石墨顆粒上添加微小的硅納米線，略微縮小了純石墨襯底的BET表面積。復合粉末中顆粒的尺寸分布與純石墨中的分布相同。因此，混合和漿液流變學易于微調，無論是在使用濕涂層的大型電極涂層機中，還是在較新的、成本低得多的干涂層工藝中，漿料都能分布均勻。

SINANODE中試產能為300噸，20%硅和80%石墨負極材料為鋰電池提供1 GWh的儲能容量。當與純石墨混合時，硅納米線/石墨復合材料獲得了更高的首次循環效率，而成本甚至比目前生產的最高能量密度的電動汽車電池更低。它的獨特表現在2019年和2020年被領先的電動汽車公司證實，為實現大規模生產目標鋪平了道路。

多年來，OneD一直致力于提高產量并簡化制造工藝，以便能夠獲得成本最低的硅解決方案，當前，增加一千瓦時的可逆硅容量成本僅為1.6美元。

目前該公司正在建造大型加工廠，以支持SINANODE加工的石墨陽極材料的生產，為每年生產數百萬輛電動汽車提供電池保障。

鏈接：https://onedsinanode.com

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崔屹的納米硅公司迎來對手，硅負極新技術帶來突破！

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