西拉納米技術公司已經取得了兩位數的鋰離子電池性能收益，承諾降低成本或增加汽車和手機的功能。

　　或過去七年，位于加利福尼亞州阿拉米達的一家創業公司已經悄然開發了一種新型陽極材料，該材料有望顯著提升鋰離子電池的性能。

　　西拉納米技術從隱身模式上個月出現，與寶馬合作，把公司的硅基負極材料至少在一些德國汽車制造商的電動汽車由2023年寶馬發言人告訴了華爾街日報，該公司預計，該交易將導致到可以裝入給定體積電池的能量增加10到15％。Sila首席執行官GeneBerdichevsky說，這些材料最終可能會產生多達40％的改善。

　　對于電動汽車來說，所謂能量密度的增加要么在單次充電時顯著延長可行駛里程，要么降低達到標準范圍所需的電池成本。對于消費電子產品來說，它可以減輕手機無法通過一天的困擾，或者可能使更大功率的相機或超高速5G網絡等耗電量更大的下一代功能成為可能。

　　研究人員花費了數十年時間來提高鋰離子電池的性能，但這些收益一次只能達到幾個百分點。那么SilaNanotechnologies如何實現如此巨大的飛躍？

　　在Tesla擔任第七名員工的Berdichevsky和喬治亞理工學院材料科學教授GlebYushin最近在接受MITTechnologyReview采訪時提供了對電池技術的更深入的解釋。

　　陽極是電池的負極，在這種情況下，當電池充電時，負極儲存鋰離子。工程師長期以來一直認為硅作為陽極材料具有巨大的潛力，原因很簡單：它可以與鋰離子的25倍以上的鋰離子結合，而鋰離子電池是目前用于鋰離子電池的主要材料。

　　但是這帶來了一個大問題。當硅容納許多鋰離子時，其體積膨脹，以便在充電過程中容易使材料破碎的方式對材料施加應力。這種膨脹也會觸發電化學副反應，從而降低電池性能。

　　在2010年，Yushin合著了一篇科學論文，該論文確定了一種生產剛性硅基納米顆粒的方法，該納米顆粒在內部具有足夠的孔隙以適應明顯的體積變化。他與Berdichevsky和另一位前特斯拉電池工程師AlexJacobs合作，第二年組建了Sila。

　　自那以來，該公司一直在努力實現這一基本概念的商業化，開發，生產和測試數以萬計的各種日益復雜的陽極納米顆粒。它找出了改變內部結構以防止電池電解質滲入顆粒的方法，并且它實現了幾十個能量密度的增量增加，最終比現有最佳技術提高了約20％。

　　最終，Sila創建了一個堅固的，微米尺寸的球形顆粒，其中有一個多孔的核心，它指引內部結構中的大部分溶脹。顆粒的外部在充電過程中不會改變形狀或尺寸，從而確保正常的性能和循環壽命。

　　所得到的復合陽極粉末用作現有鋰離子電池制造商的嵌入式材料。

　　采用任何新的電池技術，至少需要五年的時間才能完成汽車行業的質量和安全保證流程，因此與寶馬的2023年時間表相一致。但西拉與消費電子領域的合作正在加快進程，預計明年初可能會有產品在架上放置電池材料。

　　卡內基梅隆公司的機械工程師VenkatViswanathan表示，Sila正在“取得長足進步”。但他提醒說，一種電池衡量標準的進步往往以犧牲其他人的利益為代價，比如安全性，充電時間或循環壽命等等。在實驗室中并不總是完美地轉化成最終產品。

　　包括Enovix和Enevate在內的公司也在開發以硅為主的陽極材料。與此同時，其他企業正在尋求完全不同的路線來實現更高容量的存儲，特別是固態電池。這些材料使用玻璃，陶瓷或聚合物等材料來替代液體電解質，這有助于在陰極和陽極之間攜帶鋰離子。

　　寶馬還與科羅拉多大學博爾德分校的SolidPower合作，該公司聲稱其依靠鋰金屬陽極的固態技術能夠比傳統鋰離子電池存儲兩到三倍的能量。與此同時，最近從戴森等公司籌集6500萬美元的離子材料公司已開發出一種固體聚合物電解質，據稱其能夠提供更安全，更便宜的電池，可在室溫下運行，并且還可與鋰金屬一起使用。

　　一些電池專家認為，如果研究人員能夠克服一些大的剩余技術障礙，固態技術最終會在能量密度方面取得更大的收益。

　　但是Berdichevsky強調，Sila的材料現在已經可以用于產品了，并且與固態鋰金屬電池不同，不需要電池制造商進行任何昂貴的設備升級。

　　隨著公司開發更多限制硅基顆粒體積變化的方法，Berdichevsky和Yushin相信他們將能夠進一步擴展能量密度，同時還可以改善充電時間和整個循環壽命。