硅電池即將量產(chǎn)：密度更高成本更低使用更安全

我們?nèi)栽谄诖鼉?yōu)秀的電池技術(shù)問世，在過去十年中涌現(xiàn)了眾多號(hào)稱可以打破瓶頸的電池技術(shù)，但最終由于種種原因無法量產(chǎn)。而XNRGI這家初創(chuàng)公司希望打破這種局面，計(jì)劃以量產(chǎn)為目的推出“多孔”硅電池，它比傳統(tǒng)鋰離子電池有更好的能量密度和更低的制造成本，并且使用起來也更安全。

雖然每隔幾個(gè)月甚至幾周就有新的電池技術(shù)問世，號(hào)稱具有更高的能量密度和耐用性，更快的充電速度和更低的成本，但是這些技術(shù)都沒有投入商業(yè)使用。這家總部位于華盛頓的初創(chuàng)公司計(jì)劃在2020年將其專利電池技術(shù)推向市場(chǎng)，并計(jì)劃為北美市場(chǎng)提供電力供應(yīng)。

公司稱相關(guān)專利技術(shù)已經(jīng)研發(fā)長達(dá)15年時(shí)間，其能量密度是鋰離子電池的四倍，成本僅為其一半。推動(dòng)該公司發(fā)展的關(guān)鍵人物就是Cross Border Power主席Christine Hallquist，她曾經(jīng)兩次競(jìng)選美國佛蒙特州的州長，雖然兩次均以失敗告終，但是她已經(jīng)轉(zhuǎn)型到可再生能源。

XNRGI使用類似于半導(dǎo)體公司打造處理器的方法用晶圓來制造電池。在將非常致密的20×20微米蜂窩狀圖案蝕刻到這些晶片中之后，它們用鋰和其他金屬涂覆它們以形成所謂的“微電池”的陽極和陰極。

雖然使用硅來提高能量密度的想法并不新鮮，但最大的障礙是當(dāng)電池充電時(shí)硅會(huì)膨脹，從而導(dǎo)致劣化，所謂的“枝晶”會(huì)隨著時(shí)間的推移而增長，并且能夠縮短電極，這是一個(gè)安全的大禁忌。

該公司表示，每個(gè)微電池在電極之間有足夠的空間，并且可以自行保持足夠低的電荷，以防止發(fā)生這種情況。每12英寸硅晶圓容納3600萬個(gè)這些垂直微電池，形成一個(gè)宏電池，由于其非正統(tǒng)的架構(gòu)，具有更快的充電優(yōu)勢(shì)。 XNRGI已經(jīng)為匿名客戶構(gòu)建了600塊電池。

值得注意的是，XNRGI的電池是可回收的，并且不像傳統(tǒng)的鋰離子電池那樣容易受到熱失控的影響。它們的能量密度超過400 Wh / kg，使其制造成本更低，因此是電動(dòng)汽車和電網(wǎng)存儲(chǔ)的理想選擇。也就是說，該公司聲稱無論應(yīng)用程序或規(guī)模如何，它都可以達(dá)到150美元/千瓦時(shí)，這意味著這些優(yōu)勢(shì)也可用于各種消費(fèi)電子產(chǎn)品，如可穿戴設(shè)備，智能手機(jī)，平板電腦和筆記本電腦。