撰文 / 馬曉蕾

編輯 / 涂彥平

設(shè)計 / 琚 佳

來源 / cleantechnica，作者：Tina Casey

以色列創(chuàng)業(yè)型公司StoreDot是硅基電池快速發(fā)展的典型代表。2018年，英國石油公司（BP）向其投資了2000萬美元。戴姆勒、VinFast、沃爾沃汽車、極星、Ola Electric、三星和日本東電化（TDK）等公司也都被StoreDot的超快充硅基電池計劃所吸引，對其給予了資金支持。

StoreDot的技術(shù)顯示，硅基電池比傳統(tǒng)石墨電池的性能更好，充電速度更快。

該公司近期的目標是5分鐘內(nèi)充電100英里（大概161公里），它預(yù)計，在大約兩年內(nèi)，其電動汽車電池的充電時間將降至4分鐘，到2032年的最終目標是2分鐘。

該公司推出了一種新的電池架構(gòu)，能夠更高效地將電芯組裝成電池包，這有助于加快生產(chǎn)速度并降低成本。

3月份，惠州億緯鋰能股份有限公司（以下簡稱億緯鋰能）與StoreDot在廣東惠州簽訂了《戰(zhàn)略合作框架協(xié)議書》，建立戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系，將其硅XFC電池投入商業(yè)生產(chǎn)。

StoreDot表示：“未來，StoreDot將由億緯鋰能高度先進的生產(chǎn)線生產(chǎn)，并直接交付給電動汽車制造商客戶。”

該公司還將向億緯鋰能授權(quán)技術(shù)，并繼續(xù)尋求與其他第三方達成許可協(xié)議，同時建立自己的全球?qū)佼a(chǎn)能。

至于硅，那不是普通的硅。

在拒絕透露太多信息的前提下，StoreDot解釋道，該公司的硅是“與專有的小分子有機化合物合成的一種高效的活性材料，可以承受硅的變化，例如電池充電時的體積膨脹、能量衰減問題，能夠更好地限制倍率性能，進一步提高安全性”。

2023年，中國對石墨實施了新的出口限制，讓美國也嘗到了被卡脖子的滋味。美國企業(yè)開始尋找合適的石墨替代品，合成石墨、硅基電池行業(yè)迅速發(fā)展。

3月份，世界領(lǐng)先的硅金屬和鐵合金生產(chǎn)商Ferroglobe與美國納米材料研發(fā)生產(chǎn)商Coreshell Technologies宣布合作，共同開發(fā)硅基電池，并在美國生產(chǎn)。

Coreshell Technologies是一家液態(tài)沉積納米層涂料的開發(fā)者，致力于改善電池生產(chǎn)工藝。

雙方表示：“將共同生產(chǎn)第一個電池級冶金硅，用于開發(fā)低成本、長續(xù)航的電動汽車電池，并符合美國《通脹削減法案》中的補貼條件。”

該項目將Coreshell的專有電動汽車電池技術(shù)與Ferroglobe的專有低成本硅凈化工藝結(jié)合在一起。雙方解釋說：“這些創(chuàng)新將首次延長硅陽極電池的使用壽命。”

“硅儲存的能量是石墨的10倍，而且數(shù)量和質(zhì)量都足夠。”Coreshell首席執(zhí)行官Jonathan Tan在一份新聞聲明中表示，“這是實現(xiàn)低成本、長續(xù)航電動汽車電池的唯一可行途徑，可以通過100%的本土供應(yīng)鏈迅速擴大規(guī)模。”

他補充說：“我們正在簡化硅，降低成本，這樣我們就可以提供成本最低、續(xù)航里程最長的電動汽車電池。”

關(guān)于硅基電池的研發(fā)正在不斷取得創(chuàng)新。

最近，韓國浦項理工大學(xué)（POSTECH）化學(xué)系的一個研究小組提出了一種基于凝膠的硅電動汽車電池的新方法。

“他們已經(jīng)破解了密碼，開發(fā)了一種使用微硅顆粒和凝膠聚合物電解質(zhì)的下一代高能量密度鋰離子電池系統(tǒng)。”POSTECH解釋道。

這里的“密碼”指的是在硅基電池的成本和硅顆粒的大小之間達到一種平衡。納米級顆粒可以防止硅電池在充電周期中老化，但它們價格昂貴。而微顆粒可以提高能量密度，同時降低成本，但電池很容易退化。

為了在不犧牲性能的情況下部署更大的顆粒，POSTECH的研究小組提出了一種凝膠型電解質(zhì)，可以與微硅顆粒結(jié)合。

POSTECH解釋說：“與傳統(tǒng)的液體電解質(zhì)不同，凝膠電解質(zhì)以固體或凝膠狀態(tài)存在，其特點是彈性聚合物結(jié)構(gòu)比液體電解質(zhì)具有更好的穩(wěn)定性。”

POSTECH表示：“結(jié)果非常顯著，即使使用比傳統(tǒng)納米硅陽極大100倍的微硅顆粒（5微米），電池也表現(xiàn)出穩(wěn)定的性能。”

2023年10月20日，中國宣布加強對石墨的出口管制，這在電池金屬市場上掀起了軒然大波。

作為眾多戰(zhàn)略新興行業(yè)原材料以及新能源電池的重要組成部分，石墨的資源戰(zhàn)略地位越來越受重視。

中國在全球石墨產(chǎn)業(yè)中處于重要地位，據(jù)估計，全球60%的天然石墨（從地下開采）和69%的合成石墨由中國生產(chǎn)。幾乎所有用于鋰離子電池的高純度石墨都是中國提煉的。

“中國精煉了世界上近90%的石墨，這是幾乎所有電動汽車電池陽極的基本材料。去年，中國生產(chǎn)的石墨占全球供應(yīng)量的79%，而北美只貢獻了1.2%。”全球領(lǐng)先的供應(yīng)鏈管理公司GEP指出。

GEP還指出，電動汽車電池可以回收，這也可以為石墨供應(yīng)鏈提供更多選擇。GEP建議：“采購團隊應(yīng)該探索回收和再利用報廢電池中的石墨的可能性，以及電池生產(chǎn)過程中的廢料和廢料。”

他們補充說：“這將減少對初級石墨的依賴，降低電池制造和處理對環(huán)境的影響。”

合成石墨市場也開始初具規(guī)模。挪威初創(chuàng)公司vi陽極正在努力實現(xiàn)電動汽車電池的全面合成石墨生產(chǎn)，目標是到2030年進入歐洲和美國市場。

在美國，伊利諾斯州的初創(chuàng)公司Anovion已經(jīng)計劃在佐治亞州投資8億美元新建一家工廠，生產(chǎn)用于電動汽車電池的合成石墨陽極，并從2021年的兩黨基礎(chǔ)設(shè)施法中獲得1.17億美元的援助。