欧美初尝“卡脖子”，绕道开发硅基电池

撰文 / 马晓蕾

编辑 / 涂彦平

设计 / 琚 佳

来源 / cleantechnica，作者：Tina Casey

以色列创业型公司StoreDot是硅基电池快速发展的典型代表。2018年，英国石油公司（BP）向其投资了2000万美元。戴姆勒、VinFast、沃尔沃汽车、极星、Ola Electric、三星和日本东电化（TDK）等公司也都被StoreDot的超快充硅基电池计划所吸引，对其给予了资金支持。

StoreDot的技术显示，硅基电池比传统石墨电池的性能更好，充电速度更快。

该公司近期的目标是5分钟内充电100英里（大概161公里），它预计，在大约两年内，其电动汽车电池的充电时间将降至4分钟，到2032年的最终目标是2分钟。

该公司推出了一种新的电池架构，能够更高效地将电芯组装成电池包，这有助于加快生产速度并降低成本。

3月份，惠州亿纬锂能股份有限公司（以下简称亿纬锂能）与StoreDot在广东惠州签订了《战略合作框架协议书》，建立战略合作伙伴关系，将其硅XFC电池投入商业生产。

StoreDot表示：“未来，StoreDot将由亿纬锂能高度先进的生产线生产，并直接交付给电动汽车制造商客户。”

该公司还将向亿纬锂能授权技术，并继续寻求与其他第三方达成许可协议，同时建立自己的全球专属产能。

至于硅，那不是普通的硅。

在拒绝透露太多信息的前提下，StoreDot解释道，该公司的硅是“与专有的小分子有机化合物合成的一种高效的活性材料，可以承受硅的变化，例如电池充电时的体积膨胀、能量衰减问题，能够更好地限制倍率性能，进一步提高安全性”。

2023年，中国对石墨实施了新的出口限制，让美国也尝到了被卡脖子的滋味。美国企业开始寻找合适的石墨替代品，合成石墨、硅基电池行业迅速发展。

3月份，世界领先的硅金属和铁合金生产商Ferroglobe与美国纳米材料研发生产商Coreshell Technologies宣布合作，共同开发硅基电池，并在美国生产。

Coreshell Technologies是一家液态沉积纳米层涂料的开发者，致力于改善电池生产工艺。

双方表示：“将共同生产第一个电池级冶金硅，用于开发低成本、长续航的电动汽车电池，并符合美国《通胀削减法案》中的补贴条件。”

该项目将Coreshell的专有电动汽车电池技术与Ferroglobe的专有低成本硅净化工艺结合在一起。双方解释说：“这些创新将首次延长硅阳极电池的使用寿命。”

“硅储存的能量是石墨的10倍，而且数量和质量都足够。”Coreshell首席执行官Jonathan Tan在一份新闻声明中表示，“这是实现低成本、长续航电动汽车电池的唯一可行途径，可以通过100%的本土供应链迅速扩大规模。”

他补充说：“我们正在简化硅，降低成本，这样我们就可以提供成本最低、续航里程最长的电动汽车电池。”

关于硅基电池的研发正在不断取得创新。

最近，韩国浦项理工大学（POSTECH）化学系的一个研究小组提出了一种基于凝胶的硅电动汽车电池的新方法。

“他们已经破解了密码，开发了一种使用微硅颗粒和凝胶聚合物电解质的下一代高能量密度锂离子电池系统。”POSTECH解释道。

这里的“密码”指的是在硅基电池的成本和硅颗粒的大小之间达到一种平衡。纳米级颗粒可以防止硅电池在充电周期中老化，但它们价格昂贵。而微颗粒可以提高能量密度，同时降低成本，但电池很容易退化。

为了在不牺牲性能的情况下部署更大的颗粒，POSTECH的研究小组提出了一种凝胶型电解质，可以与微硅颗粒结合。

POSTECH解释说：“与传统的液体电解质不同，凝胶电解质以固体或凝胶状态存在，其特点是弹性聚合物结构比液体电解质具有更好的稳定性。”

POSTECH表示：“结果非常显著，即使使用比传统纳米硅阳极大100倍的微硅颗粒（5微米），电池也表现出稳定的性能。”

2023年10月20日，中国宣布加强对石墨的出口管制，这在电池金属市场上掀起了轩然大波。

作为众多战略新兴行业原材料以及新能源电池的重要组成部分，石墨的资源战略地位越来越受重视。

中国在全球石墨产业中处于重要地位，据估计，全球60%的天然石墨（从地下开采）和69%的合成石墨由中国生产。几乎所有用于锂离子电池的高纯度石墨都是中国提炼的。

“中国精炼了世界上近90%的石墨，这是几乎所有电动汽车电池阳极的基本材料。去年，中国生产的石墨占全球供应量的79%，而北美只贡献了1.2%。”全球领先的供应链管理公司GEP指出。

GEP还指出，电动汽车电池可以回收，这也可以为石墨供应链提供更多选择。GEP建议：“采购团队应该探索回收和再利用报废电池中的石墨的可能性，以及电池生产过程中的废料和废料。”

他们补充说：“这将减少对初级石墨的依赖，降低电池制造和处理对环境的影响。”

合成石墨市场也开始初具规模。挪威初创公司vi阳极正在努力实现电动汽车电池的全面合成石墨生产，目标是到2030年进入欧洲和美国市场。

在美国，伊利诺斯州的初创公司Anovion已经计划在佐治亚州投资8亿美元新建一家工厂，生产用于电动汽车电池的合成石墨阳极，并从2021年的两党基础设施法中获得1.17亿美元的援助。