1. 總部位于芝加哥的初創(chuàng)公司NanoGraf表示，它已經(jīng)開發(fā)了一種新的硅基電池化學(xué)，其能量密度比目前高得多。其硅陽極將實(shí)現(xiàn)“世界上最高能量密度的圓柱形18650電池”，運(yùn)行時(shí)間遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)電池化學(xué)。
2. 目前用于開發(fā)NanoGraf技術(shù)的大部分資金來自軍方。
3. NanoGraf計(jì)劃于2022年在芝加哥開設(shè)一家工廠，生產(chǎn)硅基粉末，但不打算自己生產(chǎn)任何電池。
對(duì)于鋰離子電池，即使是微小的改進(jìn)也可以產(chǎn)生很大影響，將其轉(zhuǎn)換為電動(dòng)汽車的續(xù)航里程或計(jì)算機(jī)和平板電腦更長(zhǎng)的壽命。這家總部位于芝加哥的初創(chuàng)公司NanoGraf的首席執(zhí)行官Francis Wang表示，其硅陽極將實(shí)現(xiàn)“世界上最高比能的圓柱形18650電池”，每升800瓦時(shí)（Wh/L）。該公司表示，這比傳統(tǒng)電池的運(yùn)行時(shí)間高出28%。還能夠減輕自重，以及長(zhǎng)期降低成本。
NanoGraf的技術(shù)于2012年在西北大學(xué)開發(fā)，該公司開始將其商業(yè)化。Wang不是創(chuàng)始人，但于2015年加入，過去三年擔(dān)任首席執(zhí)行官。該公司現(xiàn)在有32名員工，自成立以來已籌集了23萬美元——主要來自軍方。
武裝部隊(duì)的興趣顯而易見，因?yàn)镹anoGraf可以改善士兵便攜式設(shè)備的操作時(shí)間，并將20磅的電池組（他們攜帶的第二重的東西，僅次于防彈衣）的重量減少15%以上。Wang說：“我們是一家小公司，我們必須從某個(gè)地方開始突破。對(duì)我們來說，軍隊(duì)是一個(gè)很棒的灘頭市場(chǎng)?！?/span>
據(jù)IEEE Spectrum報(bào)道，理論上，硅陽極可以儲(chǔ)存10倍于傳統(tǒng)石墨的鋰含量。石墨，每克300 mAh，而硅，超過3000 mAh/g。那么，為什么所有的電池都不使用硅呢？
這并不容易。電池制造商一直在向石墨中添加少量硅粉，但由于硅在充電場(chǎng)景中大幅膨脹，電池制造商沒有走得更遠(yuǎn)。
Guidehouse Insights電子移動(dòng)首席分析師Sam Abuelsamid表示：“硅陽極并不新鮮。我還沒有看過這家特定的公司，但硅陽極的巨大挑戰(zhàn)是膨脹。大多數(shù)電池公司將陽極限制在大約10%的硅和其他石墨的混合物上，以提高容量，同時(shí)限制膨脹。由于膨脹，你必須在電池包中留下更多空間，以避免擠壓電池，這抵消了單個(gè)電池密度的增加。如果NanoGraf想出一種方法在不膨脹的情況下增加密度，那將是一場(chǎng)勝利?！?/span>
Wang承認(rèn)：“這是一個(gè)歷史性的挑戰(zhàn)，因?yàn)楣璨蝗缡€(wěn)定。我們認(rèn)為我們已經(jīng)基本上解決了這個(gè)問題，我們正在電池和真正的電池組中證明這一點(diǎn)?！?/span>
NanoGraf總裁Dr.Kurt Breitenkamp在一份公司新聞稿中表示：“這對(duì)電池行業(yè)來說是一個(gè)突破。能源密度已經(jīng)穩(wěn)定下來，在過去十年中僅增長(zhǎng)了8%左右。我們剛剛在不到一年的時(shí)間里實(shí)現(xiàn)了10%的增長(zhǎng)。這是一項(xiàng)技術(shù)十多年的創(chuàng)新價(jià)值?！?/span>
NanoGraf目前每年在日本生產(chǎn)10噸硅陽極材料，但它計(jì)劃于2022年在芝加哥西部開設(shè)一家工廠，每年生產(chǎn)35噸。該公司沒有成為電池制造商的計(jì)劃——硅粉旨在成為現(xiàn)有電池公司的替代解決方案。
NanoGraf有一個(gè)保密的電池合作伙伴。Wang說：“它不是LG化學(xué)或松下，但它是最古老的鋰離子生產(chǎn)商之一，其歷史可以追溯到1980年代?！辈灰竿?022年特斯拉實(shí)用“NanoGraf”電池，但Wang表示，其技術(shù)最早將于明年用于便攜式軍用電子設(shè)備。
駕駛特斯拉Model 3的王說，NanoGraf絕對(duì)關(guān)注著巨大的汽車市場(chǎng)。但他承認(rèn)，目前硅替代品的成本高于現(xiàn)成的石墨方案。Wang說：“我們以每年1000噸的價(jià)格與石墨實(shí)現(xiàn)成本平價(jià)?！?/span>
這個(gè)數(shù)字還差得遠(yuǎn)呢?！霸谶\(yùn)輸方面，我們認(rèn)為可能的早期客戶是優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的生產(chǎn)商，這些公司更關(guān)心性能而不是成本，”Wang說?？赡懿粫?huì)是福特或通用，而是更小眾的John Deere或Lucid。成本肯定是一個(gè)因素，但我們更大的愿景是跨入電動(dòng)汽車領(lǐng)域?！?/span>
Wang說，續(xù)航里程可能不是未來你電動(dòng)汽車的關(guān)鍵因素——他的陽極也可以支持的充電時(shí)間更關(guān)鍵，這可能是一個(gè)更重要的因素。
據(jù)他們?cè)诰W(wǎng)站上的介紹，NanoGraf的專有制造工藝與依賴昂貴和復(fù)雜的氣相沉積系統(tǒng)的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手不同。相反，NanoGraf采用的是可高度擴(kuò)展的濕化學(xué)工藝，并已在日本的多噸規(guī)模的試點(diǎn)生產(chǎn)線上得到驗(yàn)證。NanoGraf的負(fù)極材料加入到現(xiàn)有的電極混合和涂層設(shè)備中，并已在世界范圍內(nèi)的大型電池生產(chǎn)設(shè)施中得到驗(yàn)證。NanoGraf的硅基負(fù)極材料使電池續(xù)航時(shí)間更長(zhǎng)，充電速度更快。
NanoGraf技術(shù)是由團(tuán)隊(duì)與西北大學(xué)和阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員合作開發(fā)、優(yōu)化并獲得專利的。NanoGraf的技術(shù)采用了專利的摻雜硅合金材料結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了行業(yè)領(lǐng)先的性能，并解決了長(zhǎng)期存在的硅陽極技術(shù)障礙。硅基合金和保護(hù)無機(jī)和有機(jī)涂層的專利組合有助于在充放電期間穩(wěn)定活性材料。目前的石墨基陽極提供372 mAh/g的容量，NanoGraf材料可以定制達(dá)到550 mAh/g和超過1400 mAh/g的容量，提供更高的電池級(jí)能量密度和在高放電應(yīng)用中最好的倍率能力。
NanoGraf的科學(xué)家、技術(shù)人員和工程師團(tuán)隊(duì)2021年6月10日公布了一款800瓦時(shí)每升(Wh/L)的硅陽極電池，它幾乎可以為任何應(yīng)用提供引人入勝的好處——從消費(fèi)電子產(chǎn)品到電動(dòng)汽車電池，再到為士兵在作戰(zhàn)中使用的設(shè)備供電的電池。
NanoGraf是一家先進(jìn)的電池材料公司，其專利的硅負(fù)極技術(shù)可以使鋰離子電池更持久、更高能量和更高功率。NanoGraf與50多家公司合作，其中包括一些世界領(lǐng)先的消費(fèi)電子產(chǎn)品、家用電器和電動(dòng)工具品牌，以及電動(dòng)移動(dòng)領(lǐng)域的超過12家戰(zhàn)略合作伙伴(從初創(chuàng)企業(yè)到財(cái)富100強(qiáng)企業(yè))。NanoGraf是美國西北大學(xué)和阿貢國家實(shí)驗(yàn)室的分支機(jī)構(gòu)。
https://www.autoweek.com/news/industry-news/a38280205/nanograf-silicon-anode-battery-technology/
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