傳統(tǒng)鋰電池結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的固有缺陷與制造工藝都會(huì)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(bào)道稱，美國(guó)鋰電池材料公司Enovix宣布與兩家公司簽署了協(xié)議，共同開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)用于移動(dòng)計(jì)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(dòng)資金來(lái)源于硅谷的幾家風(fēng)險(xiǎn)投資公司。該公司的第一個(gè)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(kāi)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(kāi)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(guò)900wh/L，整個(gè)充電深度循環(huán)壽命超過(guò)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(guò)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(jí)，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(guò)1000次?！盓novix聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官HarroldRust表示，預(yù)計(jì)到2020年末將實(shí)現(xiàn)用于商業(yè)應(yīng)用的電池全自動(dòng)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(yáng)極材料石墨換成了多孔硅。

Enovix電池使用了來(lái)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(chǔ)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(huì)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(guò)臨界溫度，正極材料就會(huì)自動(dòng)分解，釋放出支持燃燒的氧。

如果這個(gè)過(guò)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(wàn)個(gè)由硅分離開(kāi)來(lái)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(guò)程中，膨脹會(huì)使多孔硅材料的孔變得更小，而不至于使整個(gè)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(chǎng)是移動(dòng)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(jì)劃在未來(lái)3-5年內(nèi)為電動(dòng)汽車市場(chǎng)供貨。

為此，Enovix最近與一家領(lǐng)先的國(guó)際汽車制造商一起完成了研究計(jì)劃的第一階段。同時(shí)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(dòng)汽車市場(chǎng)在內(nèi)的客戶需求。