中國粉體網(wǎng)訊 在2020年9月23日特斯拉電池日前一個月,特斯拉在官網(wǎng)上發(fā)布了“電池日”活動的注冊頁面,頁面上一張宣傳海報引發(fā)了海外人士的興趣,他們從海報中去掉背景和文字,修改對比度,之后通過谷歌搜索,發(fā)現(xiàn)整個圖形接近一種硅納米線的材料。
臨近電池日,馬斯克在推特上又透露了一個動力電池的重磅信息,信息點主要體現(xiàn)在:能量密度400Wh/kg;具有高循環(huán)壽命;批量生產(chǎn)在即(不只存在于實驗室中);可能需要3到4年。
參考特斯拉Model 3中使用的松下2170電池的能量密度,400Wh/kg意味著特斯拉電池能量密度將提高50%。
而之前松下對《路透社》透露,它計劃在5年內(nèi)將其為特斯拉提供的2170電池的能量密度提高20%,這與馬斯克暗示的50%的改善還相距甚遠。
結合海報與馬斯克的推特,人們推測新型電池估計是采用硅納線材料,而這種材料直接指向了一家前沿電池制造公司Amprius。有意思的是,有人搜索了一下Amprius的辦公地址,發(fā)現(xiàn)就在特斯拉的Tera電池制造工廠附近,這里也是特斯拉計劃舉行“電池日”的地方。
Amprius成立于2008年,說到Amprius大家可能很陌生,但是說到它的創(chuàng)始人許多人應該都有所耳聞,即斯坦福大學華人教授崔屹。
2005年,崔屹在斯坦福大學重新啟動了電池研究計劃。通過分析硅陽極和具有大體積膨脹的高比容量材料,發(fā)現(xiàn)合理的納米材料設計可以提供解決方案,以促進離子/電子交換運輸以及保持結構穩(wěn)定性。
基于納米線的概念,崔屹及資深風投合伙人Mark Platshon一起于2008年成立了Amprius公司,將硅陽極電池商業(yè)化。
Amprius在官網(wǎng)上給自己的定位是“能量密度和循環(huán)壽命的游戲改變者”。它用來徹底改變電池,創(chuàng)造最高能量密度鋰離子電池的法寶是100%硅納米線技術。
Amprius不僅是一家華裔創(chuàng)辦的公司,而且還是一家華裔擔任CEO、核心業(yè)務原本就在中國的公司。其CEO是本科畢業(yè)于南京大學的華裔孫康。
根據(jù)Fortune 2019年5月的報道,孫康曾擔任過霍尼韋爾(Honeywell)的副總裁,甚至還曾回到中國幫助建立了JA Solar晶澳太陽能有限公司,世界上最大的太陽能電池板制造商之一。
但是,作為創(chuàng)業(yè)公司的Amprius當時并不太賺錢。報道還描述其位于美國加利福尼亞州的核心辦公區(qū)曾經(jīng)是一座掩體般的套房,位于一個不起眼的工業(yè)園區(qū)。墻壁被劃傷,家具看起來也是租用的,男廁所小便池下面的地板上有布滿污漬的紙板。
Amprius此前最有名的客戶是空客。空中客車公司使用了它們的電池用在無人駕駛飛機上--高空偽衛(wèi)星或HAPS。
2018年12月,一架由Amprius電池供電的空客飛機飛行了25天以上,為平流層飛行創(chuàng)造了新的耐力和高度記錄。
雖然空客給錢,但這樣類似私人訂制的業(yè)務并不足以讓Amprius生存下去,孫康在談到這些業(yè)務時就說:“如果無法擴大規(guī)模,它將會死掉!
但如今,Amprius已經(jīng)吸引了國際上最著名的新能源領域的投資人并得到他們的支持。參與投資Amprius的投資者包括美國Trident資本、中國高富泰克基金、中國賽富亞洲基金、中國無錫產(chǎn)業(yè)發(fā)展集團、中國信能基金、美國斯坦福大學、無錫產(chǎn)業(yè)發(fā)展集團、美國VantagePoint Capital Partners基金、美國Kleiner Perkins Caufield&Byers資本、以及谷歌公司董事長施奇特博土。Amprius的董事會成員包括了美國前能源部長、 諾貝爾獎金獲得者朱棣文教授和中國著名投資人、賽畝基金創(chuàng)始人閆炎博土。
納米線的優(yōu)勢
納米線容忍體積膨脹并植根于基板;
納米線具有適應膨脹的微觀和宏觀孔隙率;
納米線改善固體電解質界面和循環(huán)壽命;
陽極厚度減至石墨電極厚度的一半。
100%硅納米線電池的優(yōu)勢
含量最高的活性硅材料-100%硅:硅是能量密度的最佳材料,使用100%硅意味著可以提供能量密度最高的鋰離子電池。
高導電性和連接性:硅納米線直接連接到基板上,沒有粘合劑。意味著沒有任何東西可以阻礙電流的流動,實現(xiàn)最高的能量功率比。
優(yōu)異的循環(huán)壽命:具有出色的循環(huán)壽命,并且正在不斷改進。已經(jīng)得到了包括美國國家實驗室和主要航空航天公司在內(nèi)的多個組織的證明。
布局中國
Amprius的總部雖然位于硅谷,但大部分業(yè)務在中國。Amprius最早從2011年在中國開始布局。
Amprius在南京建立了一個實驗室,開發(fā)一種比硅納米線技術更簡單但比行業(yè)標準先進的陽極材料--硅的納米級結構,先制成粉末然后再與傳統(tǒng)的石墨粉末結合使用。所得的石墨-硅混合物能使電池能量密度比傳統(tǒng)鋰離子電池提高多達15%,雖然比不上硅納米線技術先進,但更便宜。
Amprius已經(jīng)向美國、歐洲、日本、韓國和中國的多家汽車制造商提供這種材料進行測試,并將其運輸?shù)綗o它們位于無錫的工廠,這間工廠是2016年建造的。
最新進展
2022年2月8日,Amprius Technologies宣布,基于其Si-NanowireTM平臺,向新一代高空偽衛(wèi)星(HAPS)的行業(yè)領導者運送第一個商用450Wh/kg,1150Wh/L鋰離子電池單元。自2018年以來,Amprius Technologies的高能量密度電池在尖端平流層平臺的長續(xù)航時間,通信和高分辨率成像方面實現(xiàn)了突破性的能力。
Amprius Technologies首席運營官Jon Bornstein表示:“與之前于2021年11月8日宣布的405Wh/kg產(chǎn)品相比,這一進步突顯了我們加速提供具有無與倫比的性能的產(chǎn)品的路線圖。我們專有的Si-NanowireTM平臺和我們開發(fā)的綜合解決方案可實現(xiàn)無與倫比的性能,并繼續(xù)保持我們的產(chǎn)品領先地位!
2022年1月18日,安普瑞斯(南京)有限公司2萬噸新型硅負極材料生產(chǎn)基地項目在安徽省合肥廬江高新區(qū)正式簽約并破土動工。生產(chǎn)基地將分三期建設完成,總投資約20億元。首期建設工程預計在2022年下半年完成并投產(chǎn)運行。
“廬江生產(chǎn)基地項目的正式簽約和破土動工是安普瑞斯硅負極走向規(guī);a(chǎn)的第一步。落地在國內(nèi)新能源明星城市合肥,對安普瑞斯與下游客戶和終端客戶的協(xié)同合作有著重要意義”,安普瑞斯(南京)有限公司總經(jīng)理王岑博士指出,“安普瑞斯的南京研發(fā)中心已經(jīng)展示了400Wh/Kg的電芯樣品,并支持潛在的電動飛機和電動汽車的應用。我們期待與更多的國內(nèi)外知名廠商深入合作,把更多更好的產(chǎn)品推向市場!
2021年12月7日,Amprius Technologies宣布,憑借其Si-NanowireTM平臺,電池從0%充至80%僅需6分鐘。在之前,美國先進電池聯(lián)盟(U.S. Advanced Battery Consortium)宣布將在2025年前實現(xiàn)15分鐘內(nèi)充電80%,而Amprius最新技術可遠超該目標,并已通過移動電源解決方案(Mobile Power Solutions)的驗證。
Amprius 專有的Si-NanowireTM陽極比傳統(tǒng)石墨陽極更薄更輕,并由硅和集電器間的高電連續(xù)性而具有更高的導電性。再加上其結構上的極低彎曲度,該陽極可有助于實現(xiàn)超快速充電(Extreme Fast Charge)。
資料來源:
第一電動、雷科技、Amprius官網(wǎng)、 廬江縣融媒體中心、前沿材料
1、The 4th International Conferenceon Advanced High Power Battery(CHPB-4)-安普瑞斯(南京)有限公司副總經(jīng)理-王岑博士-Amprius 硅負極體系在高能量密度、高功率密度電池項目中的應用
2、Yi Cui.Silicon anodes
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/長安)
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