固態電池日益成熟，但在西方，硅陽極被視為追趕中國的戰略機遇_風聞

在下一代電動汽車電池技術商業化的競賽中，硅（基）陽極似乎處於領先地位。

硅基陽極（silicon-based anode）有望提高電動汽車的動力和充電速度。近幾個月來，人們對硅陽極的熱情與日劇增，而對固態電池的熱情似乎已經消退。

全球電動汽車銷量快速增長，推動電池需求不斷增加，促使汽車巨頭與主要電池製造商展開全面電氣化方面的合作。

雖然一些原始設備製造商（OEM）已經與固態電池開發商達成了協議，但梅賽德斯（Mercedes）、保時捷（Porsche）和通用汽車（GM）等汽車製造商都在硅基陽極上押下了重注，希望在電動汽車背後的科學領域帶來革命性的變化。

諮詢公司IDTechEx最近的一份報告稱，先進的硅陽極材料在提高電池性能的關鍵領域具有“巨大”的前景，並指出汽車製造商和電池行業的主要參與者並沒有忽視這種潛力。

然而，該諮詢公司警告説，為了能被廣泛採用，需要解決諸如循環壽命、保質期和（也許是最重要的）成本等挑戰。

斯里尼瓦（Venkat Srinivasan）是位於芝加哥的美國政府阿貢國家實驗室（Argonne National Laboratory）儲能科學合作中心主任。他説，硅基陽極似乎比固態電池更有優勢。

斯里尼瓦桑通過視頻會議對CNBC表示：“如果有一場賽馬，至少在目前，硅似乎確實領先，但我們還沒有將其中任何一種商業化。”

斯里尼瓦桑説，五年前，硅陽極電池的日曆壽命大約為一年，但最近的數據似乎顯示，這些材料的耐用性有了顯著提高，一些測試預計其日曆壽命為三到四年。

與電池的循環壽命（cycle life）不同，日曆壽命（calendar life）計算的是電池充電和放電的次數，而日曆壽命測量的是電池隨着時間的推移而退化的程度。通常，電池的日曆壽命是指無論使用情況如何，電池都能以超過初始容量80%的電量運行的時間。

斯里尼瓦桑説，固態電池長期以來一直被標榜為可持續駕駛的“聖盃”，但要趕上硅陽極最近取得的進步，還有很長的路要走。

斯里尼瓦桑説：“這種轉變仍然需要用固態金屬電池來實現，這就是為什麼我認為你會聽到人們説：嘿，看起來這個承諾還沒有實現。”

“這並不意味着我們無法實現目標。這可能會在幾年內發生。這只是意味着，感覺像是今天的硅處於技術就緒水平（technology readiness level）的不同階段。”

硅陽極與固態電池

目前電池陽極通常以石墨為材料。分析人士説，硅陽極理論上提供的能量密度是石墨的10倍。然而，當大量使用硅時，這些相同的材料通常會迅速退化。

Benchmark Mineral Intelligence高級研究分析師麥克納爾蒂（Rory McNulty）通過電子郵件向CNBC表示：“硅陽極和固態電池是電動汽車電池市場的兩大新興技術趨勢，旨在推動高性能電池的發展。”

麥克納爾蒂説，通常情況下，電池的高性能是以壽命或安全為代價的。例如，硅陽極在充電時會明顯膨脹，這會降低電池的壽命。

相比之下，麥克納爾蒂説，固態電池據稱大大提高了高性能電極材料電解質的穩定性，克服了使用高能量密度材料（如硅和鋰）的挑戰。

顧名思義，固態電池含有固體電解質，由陶瓷等材料製成。這使得它們與含有液體電解質的傳統鋰離子電池不同。

日本的豐田和日產都表示，他們的目標是在未來幾年將固態電池投入大規模生產，而據報道，中國上汽集團在9月初表示，其MG品牌將在未來12個月內為汽車配備固態電池。

儘管如此，分析人士仍對固態電池何時能真正投入市場持懷疑態度。

戰略機遇？

諮詢公司Fastmarkets的電池原材料分析師格奧爾基耶夫（Georgi Georgiev）通過電子郵件告訴CNBC：“硅基陽極有望成為陽極領域的下一代技術，為快速充電提供解決方案。”

格奧爾基耶夫表示，從中國和韓國的知名陽極供應商，到台灣的輝能科技和美國製造商Group14和Sila Nanotechnologies等新興企業，幾家業內企業一直在研究硅陽極的潛力。

格奧爾基耶夫説：“特別是在西方，硅陽極領域的進步被視為追趕中國的戰略機遇。中國主導着石墨基陽極供應鏈，中國陽極生產商佔據了全球電池陽極市場的98%。”

他補充説：“然而，要實現100%硅陽極，還存在重大的技術挑戰，比如硅膨脹會影響電池的壽命。目前，生產硅陽極有幾種不同的路線。”

上個月，台灣電池製造商輝能科技（ProLogium）在巴黎車展上首次推出了全球首款全硅陽極電池，稱其新型快速充電電池系統不僅在性能和充電效率上超越了傳統的鋰離子電池，而且還克服了“關鍵的行業挑戰”。

輝能科技援引測試數據稱，這款100%硅陽極電池可以在5分鐘內從5%充電到60%，在8.5分鐘內充電到80%。該公司將這一進步描述為“在競爭激烈的電動汽車市場上取得的無與倫比的成就”，有助於縮短充電時間，延長電動汽車的行駛里程。

Fastmarkets的格奧爾基耶夫表示，硅陽極商業化的一大問題是生產成本，以及主要的硅陽極生產商是否“能夠以穩定的質量和有競爭力的價格大規模生產材料——這是原始設備製造商（OEM）的主要要求。”

他補充説：“在目前階段，硅陽極更多地被用作石墨基陽極的添加物。在未來幾年，我們預計硅在陽極中的份額會增加，但如果與石墨結合使用，100%硅陽極將需要更長的時間才能進入大眾市場。”