10分钟充电98% 硅负极锂电池迎来重大突破!( 二 )


10分钟充电98% 硅负极锂电池迎来重大突破!
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根据官方信息 , 这种结构设计参考了芯片的制造工艺 。
具体来看 , 就是用一块1毫米厚的硅片来做电池 , 用光刻的方式在硅片上制造凹槽 , 然后在凹槽中用电镀的方式镀上电池的导电层 , 然后在凹槽中再填充正极材料和隔膜 。
官方数据显示 , 这种结构 , 能将储能物质的空间利用率提升至75% , 可以在单位容量上减小电池体积 。
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除了容积的提升 , 这种电池结构更大的优势在于 , 在保证高能量密度和快充速率的基础上 , 提升了硅负极电池的循环次数和使用安全 。
而这方面 , Enovix并未透露 , 但我们在查阅Enovix相关的论文和专利时 , 发现了2个关键点:
一方面 , 是微观层面 , 3DSilicon电池在硅板上蚀刻凹槽的时候 , 会提前为硅负极预埋空隙 , 用于解决硅嵌锂过程中膨胀可以内部消化 , 而不至于挤压电池空间 , 形成短路 。
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另一方面 , 3DSilicon电池还用到了一种叫做BrakeFlow的技术 , 来抑制电池在发生短路的情况下热失控 。
具体来说 , 就是在多个电池板叠加的情况下 , 在连接每个单元的母线设定一个固定的电阻 , 这样在内部短路的情况下 , 就可以通过BrakeFlow调节通过短路处的电流 , 限制让短路区域过热出现热失控的情况 。
但这个BrakeFlow的发生机制和背后原理 , Enovix官方并未透露 。
最后一个问题 , 基于硅负极材料和独特的电池结构设计 , 硅负极电池具体表现怎么样?
Enovix放出了实验结果:
10分钟充电98% 硅负极锂电池迎来重大突破!
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10分钟充电98% 硅负极锂电池迎来重大突破!】基于一块0.27Ah的电池单元 , 在4.2–2.5V电压 , 6C充电倍率(电池容量的6倍)的情况下 , 实现了0-80%充电时间5.2分钟 , 98%电量以上的充电时间保持在10分钟以内 。
同时 , 能够在1000次以上循环充电后 , 依然保持93%的电池容量 , 性能远远高于目前主流三元锂电池1000次循环后容量80%左右的数据 。
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当然 , 这只是在0.27Ah小电池单元上实现的实验数据 , 最终能否成功商业化 , 还是个未知数 。
不过从官方的业务中可以看出 , 采用同样结构的硅负极锂电池 , 已经在3C消费领域得到商业应用 , 据悉其产品能量密度可以达到900Wh/L 。
而根据Enovix此前的规划 , 进军电动车动力电池领域 , 定在了2023-2024年 。
Enovix是谁?
说完技术 , 背后的Enovix需要关注和起底 。
官方信息显示 , Enovix是一家美国电池制造商 , 成立于2007年 , 总部位于加州 。 核心创始团队有3人 , 有意思的是 , 这3人在创立Enovix之前 , 没有一个人的背景与电池有关 , 反倒是供职于同一家公司:
FormFactor , 一家半导体产品的制造商 。
现在也能够理解 , Enovix为什么会用造芯片的思路造电池了吧 。
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其中 , 联合创始人兼CEO哈罗德-拉斯特(HarroldRust) , 曾在斯坦福大学获得机械工程硕士学位 , 是Enovix的商业掌舵人 , 在FormFactor之前 , 曾在IBM供职 , 领导IBM在亚洲、中美洲和欧洲的全球磁盘驱动头业务的财务计划责任 。