电池|10分钟充电98% 硅负极锂电池迎来重大突破!( 二 )
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,3D Silicon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,3D Silicon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:
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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(Harrold Rust),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 。
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联合创始人兼CTO阿肖克-拉希里(Ashok Lahiri),是Enovix的技术核心,Enovix 3D电池结构相关的大多数专利,都有他的参与 。
而且需要注意的是,拉希里在FormFactor供职期间,主要的任务,就是优化芯片硅基板的结构,这也为其后来开发3D电池结构打下基础 。
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联合创始人兼副总裁穆拉里-拉马苏布拉姆尼安(Murali Ramasubramanian),曾经在FormFactor负责新材料和结构的研究开发,曾经主导了FormFactor半导体晶圆测试的三维MEMS接触技术研发 。
商业模式方面,Enovix在电池领域最先打入的赛道是小型电子设备,包括可穿戴设备以及3C消费电子等 。
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而以可穿戴设备作为突破点的原因,据官方招股书披露,是基于成本的考量,可穿戴设备行业对电池成本不那么敏感,但对于能量密度要求更高,这也契合硅负极电池的优势 。
截止到目前,Enovix成品电池的能量密度已经可以达到900Wh/L,同时已经通过深度循环500次的测试 。
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