一家名不見經(jīng)傳的初創(chuàng)公司試圖生產(chǎn)出能大幅提高續(xù)航時間的含硅鋰離子電池。一旦成功了，那將是一個重大的突破。它選擇在中國募資及開設工廠，這或許意味著，中國將成為電池技術的全球領軍者。
安普瑞斯公司生產(chǎn)的電池
近日，特斯拉CEO埃隆·馬斯克展示了該公司最新研制的含硅鋰離子電池組，但這種貌似很高端的技術卻掩飾了一個重要信息點。
那就是早在一年多以前，一家名不見經(jīng)傳的小公司已經(jīng)開始銷售它自行研發(fā)的含硅鋰離子電池了。這家公司名叫安普瑞斯，它的電池產(chǎn)品主供智能手機、平板電腦和無人機。在谷歌董事長埃里克·施密特等硅谷投資人的支持下，該公司致力于完善這種能使電池續(xù)航時間顯著增長的技術。
幾十年來，科研人員和電池制造企業(yè)一直在研究向鋰離子電池中加入硅元素的技術，以提高電池的蓄能。最終，大多數(shù)業(yè)內(nèi)人士都認為，該技術將成為一項標準。
但是研制含硅電池是一項艱難的挑戰(zhàn)，因為硅會膨脹，并有可能導致電池爆炸。所以，雖然業(yè)界對含硅電池投入了很大關注，但含硅電池進入市場的進度卻非常緩慢。
如果安普瑞斯公司能夠以更低的成本大規(guī)模生產(chǎn)含硅電池，那將是一個重大的突破。這樣一來，不僅智能手機等電子設備的待機時間會顯著延長，另外它還有可能在某一天進入電動汽車市場，提高汽車的續(xù)航里程。
不過安普瑞斯公司暫時不會在美國設廠生產(chǎn)電池，至少一開始不會。在近日接受《財富》專訪時，安普瑞斯公司的CEO孫康（音譯）表示，去年年末，該公司已與江蘇省無錫市政府達成合作，合資在無錫建立一座大型工廠。孫康稱，無錫開發(fā)集團為該公司投資4000萬美元，另外無錫市還將為安普瑞斯公司計劃將于明年竣工的電池生產(chǎn)線進行投資。
安普瑞斯并不是第一家做電池的創(chuàng)業(yè)公司，也不是第一家進軍中國的能源創(chuàng)業(yè)公司。中國對電動汽車非常看好，正在投入大量財力發(fā)展本國產(chǎn)業(yè)。而美國的能源創(chuàng)業(yè)公司近年缺乏來自硅谷風投家和美國政府的投資，因此安普瑞斯公司肯定不是最后一個進軍亞洲的企業(yè)。
安普瑞斯在南京的試產(chǎn)線
電池基礎知識
為了理解安普瑞斯公司的技術，我們首先來看看電池的基本組成部分。一塊電池是由正負兩個電極組成的，中間是讓電荷通過的介質(zhì)。當一塊鋰電池在充電或放電時，鋰離子就會在正負電極之間來回移動。
智能手機和筆記本電腦所使用的標準鋰電池，一般用石墨作為負極，用氧化鋰聚合物作為正極。當充電時，正極生成的鋰離子運動到負極，嵌入負極碳層的微孔中，此時負極基本上充當了鋰離子的“房東”。
很多電池廠商想在電池負極的石墨混合物中加入小量的硅，加入量約為1%至5%。特斯拉CEO埃隆·馬斯克表示，特斯拉的鋰電池（大概利用了日本松下公司的技術）仍然主要使用石墨作為負極材料，但隨著時間的推移，將會增加硅的用量。
硅能有助于電池儲存更多的能源，因為它的化學結構能夠在充電時保留住更多的鋰原子。美國勞倫斯伯克力國家實驗室的科學家劉皋（音譯）領導著一支硅電池材料的研發(fā)團隊，他對我打了個比方：當電池充電時，負極就像是一個盛著鋰離子或能源的袋子。和石墨相比，硅能提供一個更大的“袋子”，可以裝下更多的鋰離子，也就是更多的能源。
但含硅電池的一個大問題是硅會膨脹，在充電時有可能破壞負極。這就好比一個袋子裝滿了沙子，而每粒沙子在充電時都會膨脹四倍，從而會導致袋子裂開。因此，劉皋等科學家正在研制新型的粘合材料，使硅顆粒即使膨脹，也能將它們約束住。
安普瑞斯公司的核心創(chuàng)新之一，就是利用納米科技創(chuàng)造一種能夠與石墨混合的硅結構。據(jù)孫康介紹，這種設計中含有不到10%的硅，它能使負極存儲的能源達到普通鋰電池的一倍。
該公司于2013年年末首次將含有這種技術的鋰離子電池賣給了亞洲的智能手機制造商，它也由此成為首批將含硅電池技術商用的公司之一，只不過它的產(chǎn)量還很小。特斯拉的含硅電池則標志著這項技術將首次更大范圍地應用到電動汽車上。
安普瑞斯公司已經(jīng)把它的電池賣給了商用無人機以及一些電子產(chǎn)品和軍事設備的制造商，就連美國國家航空航天局也是它的客戶。亟需更長續(xù)航時間的客戶愿意為這些電池付更高的價格。比如，一家高端無人機制造商就愿意為這些電池支付高價，以使其無人機的飛行時間增加25%。
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