????近日，特斯拉CEO埃隆·馬斯克展示了該公司最新研制的含硅鋰離子電池組，但這種貌似很高端的技術(shù)卻掩飾了一個重要信息點。

????那就是早在一年多以前，一家名不見經(jīng)傳的小公司已經(jīng)開始銷售它自行研發(fā)的含硅鋰離子電池了。這家公司名叫安普瑞斯，它的電池產(chǎn)品主供智能手機、平板電腦和無人機。在谷歌董事長埃里克·施密特等硅谷投資人的支持下，該公司致力于完善這種能使電池續(xù)航時間顯著增長的技術(shù)。

????幾十年來，科研人員和電池制造企業(yè)一直在研究向鋰離子電池中加入硅元素的技術(shù)，以提高電池的蓄能。最終，大多數(shù)業(yè)內(nèi)人士都認為，該技術(shù)將成為一項標準。

????但是研制含硅電池是一項艱難的挑戰(zhàn)，因為硅會膨脹，并有可能導(dǎo)致電池爆炸。所以，雖然業(yè)界對含硅電池投入了很大關(guān)注，但含硅電池進入市場的進度卻非常緩慢。

????如果安普瑞斯公司能夠以更低的成本大規(guī)模生產(chǎn)含硅電池，那將是一個重大的突破。這樣一來，不僅智能手機等電子設(shè)備的待機時間會顯著延長，另外它還有可能在某一天進入電動汽車市場，提高汽車的續(xù)航里程。

????不過安普瑞斯公司暫時不會在美國設(shè)廠生產(chǎn)電池，至少一開始不會。在近日接受《財富》專訪時，安普瑞斯公司的CEO孫康（音譯）表示，去年年末，該公司已與江蘇省無錫市政府達成合作，合資在無錫建立一座大型工廠。孫康稱，無錫開發(fā)集團為該公司投資4000萬美元，另外無錫市還將為安普瑞斯公司計劃將于明年竣工的電池生產(chǎn)線進行投資。

????安普瑞斯并不是第一家做電池的創(chuàng)業(yè)公司，也不是第一家進軍中國的能源創(chuàng)業(yè)公司。中國對電動汽車非常看好，正在投入大量財力發(fā)展本國產(chǎn)業(yè)。而美國的能源創(chuàng)業(yè)公司近年缺乏來自硅谷風(fēng)投家和美國政府的投資，因此安普瑞斯公司肯定不是最后一個進軍亞洲的企業(yè)。

????電池基礎(chǔ)知識

????為了理解安普瑞斯公司的技術(shù)，我們首先來看看電池的基本組成部分。一塊電池是由正負兩個電極組成的，中間是讓電荷通過的介質(zhì)。當一塊鋰電池在充電或放電時，鋰離子就會在正負電極之間來回移動。

????智能手機和筆記本電腦所使用的標準鋰電池，一般用石墨作為負極，用氧化鋰聚合物作為正極。當充電時，正極生成的鋰離子運動到負極，嵌入負極碳層的微孔中，此時負極基本上充當了鋰離子的“房東”。

????很多電池廠商想在電池負極的石墨混合物中加入小量的硅，加入量約為1%至5%。特斯拉CEO埃隆·馬斯克表示，特斯拉的鋰電池（大概利用了日本松下公司的技術(shù)）仍然主要使用石墨作為負極材料，但隨著時間的推移，將會增加硅的用量。

????硅能有助于電池儲存更多的能源，因為它的化學(xué)結(jié)構(gòu)能夠在充電時保留住更多的鋰原子。美國勞倫斯伯克力國家實驗室的科學(xué)家劉皋（音譯）領(lǐng)導(dǎo)著一支硅電池材料的研發(fā)團隊，他對我打了個比方：當電池充電時，負極就像是一個盛著鋰離子或能源的袋子。和石墨相比，硅能提供一個更大的“袋子”，可以裝下更多的鋰離子，也就是更多的能源。

????但含硅電池的一個大問題是硅會膨脹，在充電時有可能破壞負極。這就好比一個袋子裝滿了沙子，而每粒沙子在充電時都會膨脹四倍，從而會導(dǎo)致袋子裂開。因此，劉皋等科學(xué)家正在研制新型的粘合材料，使硅顆粒即使膨脹，也能將它們約束住。

????安普瑞斯公司的核心創(chuàng)新之一，就是利用納米科技創(chuàng)造一種能夠與石墨混合的硅結(jié)構(gòu)。據(jù)孫康介紹，這種設(shè)計中含有不到10%的硅，它能使負極存儲的能源達到普通鋰電池的一倍。

????該公司于2013年年末首次將含有這種技術(shù)的鋰離子電池賣給了亞洲的智能手機制造商，它也由此成為首批將含硅電池技術(shù)商用的公司之一，只不過它的產(chǎn)量還很小。特斯拉的含硅電池則標志著這項技術(shù)將首次更大范圍地應(yīng)用到電動汽車上。

????安普瑞斯公司已經(jīng)把它的電池賣給了商用無人機以及一些電子產(chǎn)品和軍事設(shè)備的制造商，就連美國國家航空航天局也是它的客戶。亟需更長續(xù)航時間的客戶愿意為這些電池付更高的價格。比如，一家高端無人機制造商就愿意為這些電池支付高價，以使其無人機的飛行時間增加25%。

????安普瑞斯公司還在研制一種用硅納米絲制成的更先進的負極材料。這種結(jié)構(gòu)在電池充放電時，能更好地抵抗膨脹效果。

????理論上，這種技術(shù)要依賴硅作為大部分甚至全部的負極材料。它的能量密度（也就是相同體積中存儲的能量值）甚至能達到普通鋰電池的6倍。雖然安普瑞斯公司目前尚未將該理念商業(yè)化，不過孫康表示，該公司將于今年年底進行試生產(chǎn)。

????孫康指出，安普瑞斯公司目前生產(chǎn)的含硅鋰電池的能量密度為700瓦時每升，經(jīng)過進一步努力，很快可以達到750瓦時每升。在實驗中，納米絲技術(shù)的能量密度可達940瓦時每升。目前市場上標準的鋰離子電池的能量密度約為300到400瓦時每升。