希拉公司通過納米粒子基質(zhì)內(nèi)解決能量密度問題美國硅谷希拉(Sila)納米技術(shù)公司近日宣布，已籌集7000萬美元將其新型硅鋰電池技術(shù)從原型擴(kuò)展到商業(yè)規(guī)模。該公司稱，其擁有的技術(shù)可將鋰離子電池的容量提高40%。

通過優(yōu)化現(xiàn)有材料，老式鋰電池已能實(shí)現(xiàn)每年5%左右的性能提升。提高電池容量的最直接方法是增加在任一電極中存儲的鋰離子數(shù)量。到目前為止，電池壽命的大部分改進(jìn)都是通過正極的鎳、錳和鈷的某些組合實(shí)現(xiàn)。當(dāng)這些金屬結(jié)合在一起時，其晶體結(jié)構(gòu)可更有效地儲存鋰離子，還使離子通過正極移動到陽極比其他材料更容易。但負(fù)極基本上都是用同一材料——石墨制成。

許多公司目前正在嘗試使用硅來制造更高容量的負(fù)極，理論上，其可存儲的鋰離子數(shù)量約為類似尺寸石墨負(fù)極的25倍，但均因硅負(fù)極在眾多鋰離子的壓力下破裂而失敗。希拉公司試圖通過將硅原子填充在相對空的納米粒子基質(zhì)內(nèi)來解決這個問題。當(dāng)硅負(fù)極吸收鋰離子時，離子會填滿空隙而不是將硅原子擠開，從而確保結(jié)構(gòu)不會破裂。

希拉公司首席執(zhí)行官吉恩·貝迪奇夫斯基表示，經(jīng)過7年的發(fā)展，其硅負(fù)極鋰電池技術(shù)已在無線耳機(jī)、智能手表和智能手機(jī)等小型電子設(shè)備中得到驗(yàn)證。包括三星和西門子在內(nèi)的投資者最新注入的資金將幫助希拉公司在硅谷建立一個能夠年產(chǎn)20兆瓦時電池容量的設(shè)施，足可為200萬部智能手機(jī)或1000萬塊智能手表提供動力。

如果成功，希拉公司將轉(zhuǎn)而制造為電動汽車提供動力的大型電池。今年早些時候，該公司已與寶馬公司建立合作伙伴關(guān)系，寶馬公司表示愿意成為使用硅鋰電池的汽車制造商。

電池最重要的一個指標(biāo)是能量密度，簡單來說，就是單位重量或單位體積所能儲存的能量。提升這一性能的關(guān)鍵，在于負(fù)極和正極材料。其實(shí)，硅在單位重量上儲存鋰離子的能力比目前主流的石墨要好得多，不過它太“敏感”，在充放電過程中容易破裂。若能解決這個問題，硅鋰電池大有可為。