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美国科技公司启动创新锂电池负极材料 电池用硅向商业化生产迈进

TIME : 2021-04-15

导读:美国Group14科技公司今天宣布将启动一家能够年产120吨其创新的锂离子电池用硅碳基负极材料工厂。该工厂位于Group14位于华盛顿州Woodinville的总部,是该公司计划中的第一个工厂。


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电池材料初创公司Group14 Technologies已经在美国西北部上线了第一家商业规模的工厂。该工厂每年可生产多达120吨该公司创新的硅碳材料SCC55,该材料被设计为储能锂电池中石墨的直接替代品。


由于硅的能量密度是石墨的10倍左右,硅作为潜在的锂离子电池负极材料吸引了研究人员的大量关注。然而,该材料在电池中使用时的膨胀倾向所带来的挑战,在很大程度上阻碍了商业应用的发展。


Group14表示通过从一开始就专注于大规模的解决方案,它已经能够设计出一种既能大规模生产,又能作为已经在使用石墨的电池制造商的“投料”解决方案的材料。CTO Rick Costantino说:“我们利用团队深厚的商业制造经验,从一开始就优先考虑工艺开发和成本设计。制造SCC55的工艺从一开始就被设计成可以快速有效地扩大规模,这种方法使我们能够按部就班地将我们的技术上线,以帮助为消费电子产品、电动汽车等提供动力。”


该材料由一个碳“支架”组成,其内部是3-5纳米的非晶硅颗粒。脚手架内部的空隙给硅提供了一定的膨胀空间,而碳表面则与电解液形成了稳定的界面。仅使用SCC55作为阳极的电池已经显示出超过500次循环的稳定性。它还可以与石墨以不同的比例组合,以获得1000-2000次循环的稳定性,客户能够找到最佳平衡点。Group14 CEO Rick Luebbe表示:“我们有很多客户在研究混合的方法,还有一些客户也只用我们的材料来获得电池容量50%以上的提升。所以,随着所有数十亿的锂离子投资,我们的材料可以无缝整合。”


Group14没有分享关于其材料成本的信息,不过如果考虑到性能的提升,它将与石墨具有竞争力。


该公司表示,已经向全球的消费电子和汽车制造商交付了SCC55,目前电池制造商正在验证该材料在电动汽车电池中的使用。


而Group14已经有了更多的生产计划,预计到今年年底产能将翻倍。该公司已经与太阳能多晶硅生产商REC Silicon合作,利用其庞大的产能生产硅烷气体。该公司还计划在2021年晚些时候在其摩西湖基地的新工厂破土动工。首席执行官Rick Luebbe说:“我们的技术是为现实世界的影响而建立的,这个商业工厂是实现我们使命的第一大步,我们很高兴能够发挥我们的作用,确保更公平地获得各种形式的清洁电动汽车。”

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