讓電動汽車革命成為可能的電池突破來自你從未聽說過的地方。你可能聽說過QuantumScape和StoreDot，但Group14科技公司呢?這家公司表示，他們已經找到了一種用硅制造電池陽極的方法。

　　這有什么不同?因為硅陽極比石墨電極能儲存更多的能量。更大的能量密度意味著更快的充電速度、更長的續(xù)航里程和更低的成本。Group14在做的事情一定有蹊蹺，因為保時捷(Porsche)剛剛向該公司投資了4億美元。這筆錢將用于在華盛頓市中心建造一座新工廠，該工廠每年將生產足夠60萬輛電動汽車使用的碳化硅陽極。預計將于2023年底投入使用。

　　其他公司也在研究硅陽極，但他們距離商業(yè)化生產可能還需要數(shù)年時間。Group14的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官里克·呂伯(Rick Luebbe)告訴媒體，他的公司預計最早將于明年將其第一批硅陽極電池安裝到電動汽車上。

　　“硅電池已經出現(xiàn)了，”他說。“這項技術是經過驗證的。現(xiàn)在要做的是擴大規(guī)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(yè)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。”
 

　　硅有一個缺點一直困擾著研究人員，當電池充電和放電時，它會膨脹和收縮。這些波動會損壞電池。對包括Group14在內的公司來說，訣竅在于利用硅的能力，同時將其造成的損害降至最低。

　　Group14的配方被稱為SCC55，根據(jù)該公司網站上的介紹，它使用“硬碳基支架”來保持硅“以最理想的形式——非晶、納米大小和碳包裹”。換句話說，硅位于一個極小的腳手架結構中，在不削弱陽極結構的情況下，它有擴大和收縮的空間，Luebbe解釋道。

　　該公司稱其用于制造碳支架的過程為干分解。這是“一種令人難以置信的高效和環(huán)境友好的方法來合成碳，創(chuàng)造完美的碳支架。這種新方法具有高度可擴展性，通過將干聚合與熱處理相結合，消除了對溶劑的需求。該平臺為硅-碳復合材料提供了理想的碳支架，非常適合保留非晶納米硅。重要的是，“干分解”是在一個單一的步驟和一個反應器中完成的。

　　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(chuàng)造了硅，又在碳支架中調節(jié)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(tài)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。”
 

　　要獲得理想的陽極需要多年復雜的實驗室科學。Group14起源于一家名為EnerG2的公司，該公司專注于納米合成碳工程。這家母公司被賣給了巴斯夫(BASF)，然后在2015年分拆出Group14，將這種技術方法應用于硅陽極。

　　縱觀該領域，Sila Nanotechnologies已經為其類似的探索籌集了數(shù)億美元，而Sionic Energy則制造了硅陽極和協(xié)同優(yōu)化的電解質。該公司的電池技術首先應用于無人機，但預計在這個10年的中期將其陽極應用于汽車。

　　Luebbe表示：“我們將成為首批進入電動汽車的廠商。但要改變一個行業(yè)，需要很多參與者。”他拒絕透露哪一款汽車將率先在市場上使用硅陽極，但他表示，保時捷的投資同時，其承諾將在2024年開始為其汽車生產硅鋰電池。當然，保時捷是大眾集團的一部分，所以它知道的一切，集團的其他成員也知道。

　　當所有人都迷戀固態(tài)電池時，硅陽極有一個巨大的市場優(yōu)勢。它們可以被投入到鋰離子電池的制造過程中，生產過程幾乎沒有改變。而固態(tài)電池會使價值數(shù)十億美元的現(xiàn)有制造基礎設施面臨淘汰。

　　當今世界，有很多電池突破的故事，但很少有一個領先的汽車制造商會押注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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