中國儲能網(wǎng)訊：傳統(tǒng)鋰電池結(jié)構(gòu)設(shè)計的固有缺陷與制造工藝都會使鋰電池具有不可避免的安全隱患，而新型鋰電池制造工藝的出現(xiàn)或?qū)⒏淖冞@一現(xiàn)狀。
外媒報道稱，美國鋰電池材料公司Enovix宣布與兩家公司簽署了協(xié)議，共同開發(fā)和生產(chǎn)用于移動計算和通信設(shè)備的硅負(fù)極鋰離子電池。這標(biāo)志著Enovix在2020年實(shí)現(xiàn)其3D硅鋰離子電池商業(yè)化方面取得了里程碑式的突破。
Enovix 成立于 2007 年，啟動資金來源于硅谷的幾家風(fēng)險投資公司。該公司的第一個項(xiàng)目是研究是否能用硅代替石墨做可充電鋰電池的負(fù)極材料。
Enovix稱使用其獲得專利的3D電池結(jié)構(gòu)開發(fā)了一種新型鋰離子電池，該電池采用100％硅負(fù)極，可顯著提高能量密度和安全性并保持高循環(huán)壽命。
據(jù)了解，Enovix從2018年開始向領(lǐng)先的數(shù)碼電子產(chǎn)品制造商提供了硅負(fù)極電池的樣品并達(dá)成了合作協(xié)議。該電池的額定能量密度超過900wh/L，整個充電深度循環(huán)壽命超過500次。
目前，Enovix已經(jīng)獲得了包括英特爾、高通和賽普拉斯等企業(yè)的戰(zhàn)略投資。截至目前已經(jīng)獲得了超過1.5億美元（約合人民幣10.5億元）的融資，主要用于硅負(fù)極電池的研發(fā)和生產(chǎn)。
“我們?nèi)栽谶M(jìn)行技術(shù)研發(fā)升級，期望到2022年使我們的100％硅負(fù)極電池的能量密度達(dá)到1250wh/L，循環(huán)壽命超過1000次。” Enovix聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Harrold Rust表示，預(yù)計到2020年末將實(shí)現(xiàn)用于商業(yè)應(yīng)用的電池全自動生產(chǎn)。
據(jù)了解，Enovix的硅負(fù)極電池在制造工藝方面主要有以下重要改進(jìn)：一是使用硅晶圓光刻技術(shù)在硅晶圓上制造兩極；二是將傳統(tǒng)鋰電池的陽極材料石墨換成了多孔硅。
Enovix 電池使用了來自芯片行業(yè)的硅晶圓光刻技術(shù)，在1毫米厚的硅晶圓上制造陰極，負(fù)極和隔膜，這顯著地減少了浪費(fèi)的空間。在這種電池中，75％的電池體積用于儲存能量，這比傳統(tǒng)電池增加了約 25%的電容量。
將電極集成到硅晶圓上，也會使電池的正極安全。通常，正極材料都有不同的工作溫度限制，當(dāng)工作溫度超過臨界溫度，正極材料就會自動分解，釋放出支持燃燒的氧。
如果這個過程持續(xù)發(fā)生，就可能造成起火或爆炸。而 Enovix 將正極分成了成千上萬個由硅分離開來的微小部分，硅的導(dǎo)熱速度很快，于是降低了由熱擴(kuò)散引起的起火爆炸的可能性。
Enovix 電池使用多孔硅，在充放電的過程中，膨脹會使多孔硅材料的孔變得更小，而不至于使整個負(fù)極膨脹，這就使得電池在重復(fù)充放電循環(huán)期間電池結(jié)構(gòu)的完整性能夠得以保持。
Enovix最初的目標(biāo)市場是移動設(shè)備領(lǐng)域，但隨著能量密度的提升和產(chǎn)量提升使得成本下降，Enovix計劃在未來3-5年內(nèi)為電動汽車市場供貨。
為此，Enovix最近與一家領(lǐng)先的國際汽車制造商一起完成了研究計劃的第一階段。同時和一家亞洲鋰離子電池制造商簽署了合作伙伴協(xié)議，以幫助加快其制造步伐，以滿足包括電動汽車市場在內(nèi)的客戶需求。
