汽车电池创新：硅取代石墨锂电池，充满电仅需5分钟

新西兰全搜索科技资讯编辑Theo，电动车要普及，最大的问题除了充电设备不足，就是电池蓄电量不够，充电时间过长。但新创业者研发出所谓的硅阳极锂电池，利用硅来取代石墨增加能量密度，号称最快五分钟就能完成电动车充电，也被认为是未来环保交通的重要解方。

插上设备，不到十分钟电动车就可以上路，这样快速方便的充电方式预计很快就会成为日常。

电池新创公司执行长卢贝：“电动车能多跑50%的路程，充电也只要5到10分钟，我们还能实现航空电动化，硅阳极锂电池可以让大量交通电动化。“

所谓的硅阳极锂电池，就是用硅来取代现再锂电池当中使用的石墨，电池能量密度就能提升20%到40%。

电池新创公司营运长波恩斯坦：“为什么是硅因为相比起石墨，它能携带的锂离子是十倍。“

光是去年最后一季，硅阳极锂电池新创产业总共就募资金额就达到5亿美元，全球硅阳极锂电池市场，预计也将会从2021年的12亿美元，暴增到2031年的2086亿美元。尽管需求量大，但硅却有一个严重的缺点。

史丹佛大学能源科学教授崔屹：“这跟它的结晶结构有关，一旦在初次充电循环锂离子进入，就会变成非结晶形，也就是说锂离子可以从3D各方进入，比起石墨速度快的多。“

电池新创公司营运长波恩斯坦：“接著它会膨胀在几次充电放电循环后就会造成碎裂，所以主要的问题在保持不要裂开。“

增加硅在锂电池当中的稳定性，就成为新创业者努力的目标。

电池新创公司执行长卢贝：“我们利用碳支架作为我们材料的基础，之后我们把奈米硅併入支架来制造材料，大约是一半硅一半碳，碳提供基础结构硅则是能有更好的性能表现。”

结合碳的结构增加稳定性，这间新创公司就获得微软还有保时捷的青睐，目前已经募集到超过6亿美元的资金，韩国电池大厂SK也抢著合作。一群离开特斯拉的电池工程师，则是研发出利用奈米复合硅来打造锂电池，宾士的招牌越野车准备推出纯电动版，就将采用这款硅阳极锂电池。史丹佛大学的专家，则是研发出更大胆的产品。

电池新创公司营运长波恩斯坦：“我们带给市场的是非常重要的解决方案，可以说是圣杯般的解方就是100%使用硅。“

电池新创公司副总贝克：“这是我们最重要的工具，我们用来制造实际上用在阳极的材料，所以奈米线会在金属箔上的某些点上成核，然后它们会向上生长，这些奈米线之所以重要，是因为它们创造的表面积比普通锂电池大得多。“

但这个新创团队不像其他硅阳极锂电池业者，积极与汽车大厂合作，而是望向蓝天，协助发展电动飞机。

电池新创公司营运长波恩斯坦：“这可以让我们展是电池的实力，航空用电池对价格的敏感度也较低，因为它们是高性能应用，因此我们能通过先进的应用方式，快速进入市场。“

而且业者强调，比起使用石墨，硅阳极锂电池还更环保。

电池新创公司营运长波恩斯坦：“硅是全世界第二丰富的的材料，所以没有稀缺的问题。“

电池新创公司副总道尔：“从石墨换成硅对环境也比较好，石墨是要开采并且提炼，可以用衍生物或化学合成来制造硅材料，这是比较环保的方式，听起来硅阳极锂电池不但实用而且兼顾环保，有望成为市场宠儿，但目前最需要克服的就是增加产量降低成本，才能够具备市场竞争力。“

电池新创公司营运长波恩斯坦：“现在电动车最主要的成本就是电池包，关键在于要把每千瓦小时压在100美元以下，在一些研发行动当中显示这是可行的。“

业者认为随著电动车普及，新型锂电池市场达到上兆美元并不是梦想。尤其各国新创业者投入研发，预计很快就能有商业化的硅阳极锂电池问市，解决目前电动车最大的难题。

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