傳統(tǒng)鋰電池結(jié)構(gòu)設(shè)計的固有缺陷與制造工藝都會使鋰電池具有不可避免的安全隱患，而新型鋰電池制造工藝的出現(xiàn)或?qū)⒏淖冞@一現(xiàn)狀。

外媒報道稱，美國鋰電池材料公司Enovix宣布與兩家公司簽署了協(xié)議，共同開發(fā)和生產(chǎn)用于移動計算和通信設(shè)備的硅負極鋰離子電池。這標志著Enovix在2020年實現(xiàn)其3D硅鋰離子電池商業(yè)化方面取得了里程碑式的突破。

Enovix成立于2007年，啟動資金來源于硅谷的幾家風(fēng)險投資公司。該公司的第一個項目是研究是否能用硅代替石墨做可充電鋰電池的負極材料。

Enovix稱使用其獲得專利的3D電池結(jié)構(gòu)開發(fā)了一種新型鋰離子電池，該電池采用100％硅負極，可顯著提高能量密度和安全性并保持高循環(huán)壽命。

據(jù)了解，Enovix從2018年開始向領(lǐng)先的數(shù)碼電子產(chǎn)品制造商提供了硅負極電池的樣品并達成了合作協(xié)議。該電池的額定能量密度超過900wh/L，整個充電深度循環(huán)壽命超過500次。

目前，Enovix已經(jīng)獲得了包括英特爾、高通和賽普拉斯等企業(yè)的戰(zhàn)略投資。截至目前已經(jīng)獲得了超過1.5億美元（約合人民幣10.5億元）的融資，主要用于硅負極電池的研發(fā)和生產(chǎn)。

“我們?nèi)栽谶M行技術(shù)研發(fā)升級，期望到2022年使我們的100％硅負極電池的能量密度達到1250wh/L，循環(huán)壽命超過1000次?！盓novix聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官HarroldRust表示，預(yù)計到2020年末將實現(xiàn)用于商業(yè)應(yīng)用的電池全自動生產(chǎn)。

據(jù)了解，Enovix的硅負極電池在制造工藝方面主要有以下重要改進：一是使用硅晶圓光刻技術(shù)在硅晶圓上制造兩極；二是將傳統(tǒng)鋰電池的陽極材料石墨換成了多孔硅。

Enovix電池使用了來自芯片行業(yè)的硅晶圓光刻技術(shù)，在1毫米厚的硅晶圓上制造陰極，負極和隔膜，這顯著地減少了浪費的空間。在這種電池中，75％的電池體積用于儲存能量，這比傳統(tǒng)電池增加了約25%的電容量。

將電極集成到硅晶圓上，也會使電池的正極安全。通常，正極材料都有不同的工作溫度限制，當工作溫度超過臨界溫度，正極材料就會自動分解，釋放出支持燃燒的氧。

如果這個過程持續(xù)發(fā)生，就可能造成起火或爆炸。而Enovix將正極分成了成千上萬個由硅分離開來的微小部分，硅的導(dǎo)熱速度很快，于是降低了由熱擴散引起的起火爆炸的可能性。

Enovix電池使用多孔硅，在充放電的過程中，膨脹會使多孔硅材料的孔變得更小，而不至于使整個負極膨脹，這就使得電池在重復(fù)充放電循環(huán)期間電池結(jié)構(gòu)的完整性能夠得以保持。

Enovix最初的目標市場是移動設(shè)備領(lǐng)域，但隨著能量密度的提升和產(chǎn)量提升使得成本下降，Enovix計劃在未來3-5年內(nèi)為電動汽車市場供貨。

為此，Enovix最近與一家領(lǐng)先的國際汽車制造商一起完成了研究計劃的第一階段。同時和一家亞洲鋰離子電池制造商簽署了合作伙伴協(xié)議，以幫助加快其制造步伐，以滿足包括電動汽車市場在內(nèi)的客戶需求。