能量密度全球最高！这家公司锂电池能量密度比特斯拉高73%
新能源产业链最中心的动力电池赛道近来迎来重大突破。
美国Amprius公司宣告，第一批超高能量密度的锂电池单元现已出货，在比能量（单位电极放出的能量）和能量密度上均完成重大突破。这款锂电池的电池密度到达450Wh/kg（1150 Wh/l），是现在可用电池中能量密度最高的锂电池。
这款锂电池将被运用于新一代的高空伪卫星（HAPS），之所以称为高空伪卫星，是因为它们飞行在地球上方数十公里处，但并未彻底绕轨迹运转。“这是现在世界上能量密度最高的商业化电池单元。”Amprius公司表明，“在先进的航空航天范畴中运用这款颠覆性的电池，必定了Amprius是现有最高能量密度电池的抢先供货商。”因为Amprius研制的超高密度电池本钱较为昂扬，现在首要运用于高空无人机等航空航天范畴，没有进入新能源电动车范畴。
对此，Amprius在其官网上表明：“咱们正在活跃扩展硅阳极制作的规划，以使更多职业能够运用咱们的产品。现在，高功能锂离子电池正用于高端要害范畴，跟着制作才能的添加，很快将扩展到电动汽车和消费类运用。”
Amprius没有泄漏现有的详细产能。该公司坐落加利福尼亚州弗里蒙特的电池工厂出产规划有限，计划在本季度进行第一个大批量出产设备的选址，估量到2024年将大幅添加产能。
依据Enpower数据，现在特斯拉Model 3运用的松下2170电池归于全球抢先水平，能量密度到达260 Wh/kg（730 Wh/l）。平等分量下，Amprius锂电池的能量密度高出73%，体积却减少了37%。
特斯拉创始人埃隆·马斯克曾在2020年8月猜想：“只需3-4年就能完成400Wh/kg能量密度的电池单元，也便是在2023-2024年，电池分量将大大减轻。”在两年后的2022年，Amprius现已完成了450 Wh/kg能量密度的电池，远远超出了马斯克的预期。
值得注意的是，2020年，Amprius将总部迁到了间隔特斯拉弗里蒙特电池工厂只要几百英尺的当地。虽然马斯克曾在推特上否定特斯拉与Amprius的联系，但不扫除未来二者进行深化协作的或许性。
在特斯拉2020年9月发布的电池日活动的注册页面，背景图片便是新电池资料硅纳米线的结构图，这也正是Amprius电池的中心技能。虽然后来这一技能并未正式露脸，但有不少媒体猜想，特斯拉与Amprius存在暗地协作的联系。Amprius创立于2008年，创始人崔屹是斯坦福大学华人教授，在哈佛大学和加州伯克利大学读博和从事博士后研讨期间，从事纳米资料的组成作业，并开端将纳米技能与电池结合起来。该公司在官网上的定位是“能量密度和循环寿数的游戏改动者”，树立初期的方针便是“出产出能量密度是当今锂离子电池两倍的电池”。
2020年宣告在《天然》杂志上的一篇论文指出：“与传统运用的石墨阳极（372 mAh/g）比较，硅（Si）被以为是最有远景的锂离子电池负极资料之一，因为它具有较高的分量理论锂存储容量（3579 mAh g），一起还具有相对较低的放电电压。”
崔屹以为，在惯例电池中阳极由石墨制成，但它存储的能量有约束。硅的存储容量约为石墨的10倍，但有一个显着缺陷：充电时，硅会急剧胀大，导致硅决裂并使电池失效。
资料显现，硅纳米线技能的研制方向早在Amprius公司建立之初便已确认，运用纳米技能，能够在细小的硅纳米线中存储锂，这些纳米线的厚度约为一张纸的千分之一，硅纳米线吸收锂后仍会胀大，但纳米技能可防止硅决裂，能够完成市场上最高的能量/功率比。
据华宝证券研报，硅纳米线指的是宽度在10纳米左右、长度无约束的资料，是一种新式的一维半导体纳米资料。中信建投也剖析称，将硅纳米线运用于锂电负极，表现出了若干理论优势：具有离子、电子通路；习惯嵌锂前后的体积改变；利于电解液浸透和贮存；具有较高活性物质运用率。
在曩昔的几年中，Amprius研讨团队经过纳米线技能制成硅阳极，并用空心硅纳米颗粒逐步提高了硅阳极的耐久性。据Amprius公司介绍，这款新电池之所以能够完成如此高的能量密度，首要是因为该公司专有的硅纳米线（Si-Nanowire）技能，直接用100%硅纳米线阳极替代了传统的石墨阳极。因为硅是能量密度的最佳资料，Amprius的100％硅纳米线电池将具有更高的能量密度和功率，而且比一般锂电池充电速度更快、循环寿数更长，在美国国家实验室、航空航天公司等的实践运用中现已证明了这一点。
正因如此，这项技能早在2020年就已招引了超越1亿美元的融资，投资人包括美国最劲风投公司KPCB、Trident投资公司、VantagePoint投资公司、Google前CEO Eric Schmidt、Innovation Endeavors、SAIF Partners、盈富泰克、空中客车公司。
2021年11月，Amprius宣告量产405Wh/kg能量密度的电池。短短几个月的时刻，其电池能量密度就提升了超越10%。2021年12月，该公司宣告其370Wh/kg版别的电池能够到达六分钟内从0%充电到80%。但硅纳米线技能也并非完美无瑕。中信建投指出，Amprius实用化的负极产品是“核-壳”结构硅碳负极，估量该硅纳米线间隔较低本钱量产并制得高功能全电池还需要适当长的时刻。未来跟着正负极、电解液、隔阂和电池单体共同发力，才或许完成它的功能方针。再考虑到本钱问题，实践局势更杂乱。
华宝证券也指出，在石墨负极相对成熟度较高的条件下，仅高镍三元正极的规划化运用历时就不止3-4年，而取得量产400Wh/kg能量密度电池所难度要远高于研制、出产高镍三元正极。Amprius的硅纳米线间隔较低本钱量产并制得高功能全电池估量还需要时刻。
