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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