1. 總部位于芝加哥的初創(chuàng)公司NanoGraf表示，它已經(jīng)開發(fā)了一種新的硅基電池化學，其能量密度比目前高得多。其硅陽極將實現(xiàn)“世界上最高能量密度的圓柱形18650電池”，運行時間遠高于傳統(tǒng)電池化學。
2. 目前用于開發(fā)NanoGraf技術的大部分資金來自軍方。
3. NanoGraf計劃于2022年在芝加哥開設一家工廠，生產硅基粉末，但不打算自己生產任何電池。
對于鋰離子電池，即使是微小的改進也可以產生很大影響，將其轉換為電動汽車的續(xù)航里程或計算機和平板電腦更長的壽命。這家總部位于芝加哥的初創(chuàng)公司NanoGraf的首席執(zhí)行官Francis Wang表示，其硅陽極將實現(xiàn)“世界上最高比能的圓柱形18650電池”，每升800瓦時（Wh/L）。該公司表示，這比傳統(tǒng)電池的運行時間高出28%。還能夠減輕自重，以及長期降低成本。
NanoGraf的技術于2012年在西北大學開發(fā)，該公司開始將其商業(yè)化。Wang不是創(chuàng)始人，但于2015年加入，過去三年擔任首席執(zhí)行官。該公司現(xiàn)在有32名員工，自成立以來已籌集了23萬美元——主要來自軍方。
武裝部隊的興趣顯而易見，因為NanoGraf可以改善士兵便攜式設備的操作時間，并將20磅的電池組（他們攜帶的第二重的東西，僅次于防彈衣）的重量減少15%以上。Wang說：“我們是一家小公司，我們必須從某個地方開始突破。對我們來說，軍隊是一個很棒的灘頭市場。”
據(jù)IEEE Spectrum報道，理論上，硅陽極可以儲存10倍于傳統(tǒng)石墨的鋰含量。石墨，每克300 mAh，而硅，超過3000 mAh/g。那么，為什么所有的電池都不使用硅呢？
這并不容易。電池制造商一直在向石墨中添加少量硅粉，但由于硅在充電場景中大幅膨脹，電池制造商沒有走得更遠。
Guidehouse Insights電子移動首席分析師Sam Abuelsamid表示：“硅陽極并不新鮮。我還沒有看過這家特定的公司，但硅陽極的巨大挑戰(zhàn)是膨脹。大多數(shù)電池公司將陽極限制在大約10%的硅和其他石墨的混合物上，以提高容量，同時限制膨脹。由于膨脹，你必須在電池包中留下更多空間，以避免擠壓電池，這抵消了單個電池密度的增加。如果NanoGraf想出一種方法在不膨脹的情況下增加密度，那將是一場勝利。”
Wang承認：“這是一個歷史性的挑戰(zhàn)，因為硅不如石墨穩(wěn)定。我們認為我們已經(jīng)基本上解決了這個問題，我們正在電池和真正的電池組中證明這一點。”
NanoGraf總裁Dr.Kurt Breitenkamp在一份公司新聞稿中表示：“這對電池行業(yè)來說是一個突破。能源密度已經(jīng)穩(wěn)定下來，在過去十年中僅增長了8%左右。我們剛剛在不到一年的時間里實現(xiàn)了10%的增長。這是一項技術十多年的創(chuàng)新價值。”
NanoGraf目前每年在日本生產10噸硅陽極材料，但它計劃于2022年在芝加哥西部開設一家工廠，每年生產35噸。該公司沒有成為電池制造商的計劃——硅粉旨在成為現(xiàn)有電池公司的替代解決方案。
NanoGraf有一個保密的電池合作伙伴。Wang說：“它不是LG化學或松下，但它是最古老的鋰離子生產商之一，其歷史可以追溯到1980年代。”不要指望2022年特斯拉實用“NanoGraf”電池，但Wang表示，其技術最早將于明年用于便攜式軍用電子設備。
駕駛特斯拉Model 3的王說，NanoGraf絕對關注著巨大的汽車市場。但他承認，目前硅替代品的成本高于現(xiàn)成的石墨方案。Wang說：“我們以每年1000噸的價格與石墨實現(xiàn)成本平價。”
這個數(shù)字還差得遠呢。“在運輸方面，我們認為可能的早期客戶是優(yōu)質產品的生產商，這些公司更關心性能而不是成本，”Wang說。可能不會是福特或通用，而是更小眾的John Deere或Lucid。成本肯定是一個因素，但我們更大的愿景是跨入電動汽車領域。”
Wang說，續(xù)航里程可能不是未來你電動汽車的關鍵因素——他的陽極也可以支持的充電時間更關鍵，這可能是一個更重要的因素。
據(jù)他們在網(wǎng)站上的介紹，NanoGraf的專有制造工藝與依賴昂貴和復雜的氣相沉積系統(tǒng)的競爭對手不同。相反，NanoGraf采用的是可高度擴展的濕化學工藝，并已在日本的多噸規(guī)模的試點生產線上得到驗證。NanoGraf的負極材料加入到現(xiàn)有的電極混合和涂層設備中，并已在世界范圍內的大型電池生產設施中得到驗證。NanoGraf的硅基負極材料使電池續(xù)航時間更長，充電速度更快。
NanoGraf技術是由團隊與西北大學和阿貢國家實驗室的研究人員合作開發(fā)、優(yōu)化并獲得專利的。NanoGraf的技術采用了專利的摻雜硅合金材料結構，實現(xiàn)了行業(yè)領先的性能，并解決了長期存在的硅陽極技術障礙。硅基合金和保護無機和有機涂層的專利組合有助于在充放電期間穩(wěn)定活性材料。目前的石墨基陽極提供372 mAh/g的容量，NanoGraf材料可以定制達到550 mAh/g和超過1400 mAh/g的容量，提供更高的電池級能量密度和在高放電應用中最好的倍率能力。
NanoGraf的科學家、技術人員和工程師團隊2021年6月10日公布了一款800瓦時每升(Wh/L)的硅陽極電池，它幾乎可以為任何應用提供引人入勝的好處——從消費電子產品到電動汽車電池，再到為士兵在作戰(zhàn)中使用的設備供電的電池。
NanoGraf是一家先進的電池材料公司，其專利的硅負極技術可以使鋰離子電池更持久、更高能量和更高功率。NanoGraf與50多家公司合作，其中包括一些世界領先的消費電子產品、家用電器和電動工具品牌，以及電動移動領域的超過12家戰(zhàn)略合作伙伴(從初創(chuàng)企業(yè)到財富100強企業(yè))。NanoGraf是美國西北大學和阿貢國家實驗室的分支機構。
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