美国硅电池大突破，针刺不燃爆还能继续用，誓言颠覆整个行业！

和朋友聊天，他说了一个极为震撼的观点，锂电池的现在在中国，未来在美国日本。最让人无语的是下一句，好好珍惜现在吧，未来就要来了。听起来是不是有点不对味？

不过我今天看到个消息，美国一家公司已开始量产450Wh/kg的高性能硅负极电池了，6分钟就可以充电到80%，而且他们的电池已经通过了第三方的军用钉刺测试，最可怕的是，刺穿之后不仅不燃爆，还仍然可以发挥作用并提供电力，是不是已经有点脑洞不够用了？

看起来美国在“未来”电池上，可能已确实遥遥领先了，而日本丰田去年底就已宣布，即将量产性能更强的固态电池，充电10分钟，续航1200公里，似乎也是遥遥领先。所以美国日本真的代表锂电池的未来，中国锂电池霸主的地位真的就要城头变换大王旗，而只能躲进小楼成一统了吗？

美国这家公司名叫安普瑞斯（Amprius），是一家专注开发高性能锂离子电池技术的公司，拥有业内最高的电池能量密度，自认是电池技术创新的领跑者，锂离子电池的游戏规则改变者，准备彻底颠覆整个电动汽车行业。那么是不是真的领跑，真的改变了呢？截至目前，该公司锂离子电池的最高能量密度是500Wh/kg，量产交货的是450Wh/kg，通过钉刺测试的是390Wh/kg，已向美国陆军大批量交货。

那么作为对比，目前主流的石墨负极锂离子电池，理论上最高能量密度也只有372Wh/kg，最高端的是北京卫蓝新能源的360Wh/kg，已基本没有提升的空间了。目前特斯拉Model 3所用的电池，是大量使用的最先进的锂离子电池，但能量密度也只有 260Wh/kg。然后正在爬坡的4680电池，能量密度达到了300Wh/kg。

而如果按重量计算，Amprius锂电池的能量比特斯拉Model 3高出了73%，体积却减少了37%。这意味着同样大小的锂离子电池，Amprius可以把续航里程提高到两倍以上，model 3可以超过1200公里，充电却只要6分钟，是不是毫不客气的碾压了？中国近乎垄断的现有锂离子电池格局，真的应该感到恐慌了吗？

事情可能远远不是这么简单，现阶段感觉还可气定神闲，莺歌燕舞，只是别隔江尤唱后庭花了，要有前瞻性的危机意识。Amprius450Wh/kg平台SiMaxx生产的是定制电池，用于高空伪卫星（HAPS），可以在高空的极端环境中使用。390Wh/kg的平台是军方定制，用于士兵可穿戴设备的电池，两个量产平台生产的都不是车用动力电池，暂时还不构成对锂离子电池的现实威胁。

然而，Amprius已在1月推出了用于电动汽车的新型商用硅负极电池平台：SiCore，能量密度可达400Wh/kg，全放电深度下循环寿命可达1200 次，所以狼终究还是来了！

那么Amprius的硅负极电池究竟是怎么回事，为什么具有如此高的能量密度和充电速度呢？它真的会改变锂离子电池的游戏规则吗？

锂离子电池难以突破能量密度的关键就在于负极材料，理论上金属锂和硅的容量都比石墨大10倍以上，最适合做负极，然而金属锂直接做负极容易形成锂枝晶，硅做负极会膨胀三四倍，都会导致材料很快失效，所以锂离子电池并不怎么样，其貌不扬的石墨一直统治了几十年。

而中国企业也凭借丰富的石墨和锂资源，通过价格战把锂离子电池商业生产鼻祖日本赶下马，最终近乎垄断了锂离子电池及材料的生产，2023年全球负极材料产量中国占比达97.3%，出货量占95%，锂离子电池中国出货量达887.4GWh，占全球的73.8%，继续在前年69%的基础上突飞猛进。

但这有可能就是最后的辉煌了，因为美国和日本在负极材料和固态电池上已经突破，正全力准备量产，负极材料是现实威胁，固态电池是降维打击，未来五六年内，游戏规则可能确实就要改变了。

最现实的威胁来自日本松下，他们利用美国Sila公司生产的泰坦纳米硅粉，通过碳晶格骨架包裹硅来限制硅的膨胀收缩，从而可以在不改变现有生产设施的基础上，直接取代石墨生产新型锂离子电池，充电10分钟，就可以续航800公里。

还有哈佛大学，创新地把金属锂和硅结合起来做负极，在微米级的硅颗粒表面镀上均匀的锂金属层，让锂化反应被限制在浅表面，从而可以阻止锂枝晶的形成。这是锂包硅的解决方案，不但解决了锂枝晶问题，充放电速度也很快，大约只需10分钟即可，甚至可能只要3分钟，寿命在10000次以上，他们乐观地认为，这项技术可以在三到五年内转化为成熟的商业化电动汽车电池。

还有一家美国公司QuantumScape，上月股价突然暴涨，也是因为他们的无负极固态电池取得突破，第三方测试中15分钟可充到80%的电量，行驶50万公里后仍可保持95%的容量。这种电池实际并不是没有负极，而是第一次充电时在陶瓷隔膜表面形成锂金属负极，并且会随着充放电改变厚度，就像在呼吸一样。由于没有液态电解质，锂金属是在陶瓷表面形成，所以也不会有锂枝晶之虞，可以说完美解决了电池燃爆的安全问题。

然后就是Amprius的硅纳米线负极了，他们的技术是在电极上直接生长硅纳米线，虽然同样会在吸收锂原子后膨胀到正常体积的四倍，但这种结构的硅材料可以通过轴向膨胀很好地释放应力，不会造成纳米线的龟裂或破损，从而可以阻止电极的粉末化。而且这种负极的厚度只有碳负极的一半，在用硅提高能量密度的同时，减少材料体积又能进一步提升能量密度，从而导致了这种高性能锂离子电池的诞生。

所以你看，锂离子电池的革命性变革，可能确实已经山雨欲来风满楼了，但我们仍然没有看到中国大佬们拿出类似的技术来，究竟是在闷声憋大招，还是技术上没有建树，公开资料上来看我们不得而知，难道自日本松下1991年量产锂电池以来，又要三十年河东，三十年河西了吗？

不过几乎可以肯定的是，Amprius的硅纳米线负极和电池目前是在中国生产的，该公司CEO孙康博士早就在南京成立了安普瑞斯公司，现在叫贝采利斯（南京）有限公司。SiCore硅负极电池就是贝采利斯开发的，已用于各种电动汽车，Amprius拥有这些硅负极材料的北美独家使用权。然后450Wh/kg的SiMaxx电池是在加州弗里蒙特生产的，科罗拉多州则正在建厂准备生产SiCore和SiMaxx电池。

最后我还看到一个资料，在去年10月举行的横贯澳大利亚3000公里的2023年普利司通世界太阳能挑战赛中，使用Amprius电池的车队，因为电池容量比其他对手高约30%，而最终包揽了比赛的前四名，你是不是已经完全无语了？看来真的是棋高一着就可独步天下啊，你让其他竞争对手还怎么活呢？

所以看看，Amprius、QuantumScape、松下、丰田这四大金刚，已经在锂离子电池和固态电池上蓄势待发，未来真的会属于他们吗？未来究竟是不是已开始向我们走来？还是步履蹒跚，踯躅而行？这些问题的答案可能在不久的未来就会揭晓。