新材料：Amprius研發(fā)的超高密度電池背心 可為作戰(zhàn)人員提供雙倍能量

　　Amprius 于 2022 年開(kāi)始出貨其性能卓越的硅陽(yáng)極電池，并一舉奪得世界上密度最高的電池單元。現(xiàn)在，它正將注意力集中在一個(gè)獨(dú)特的應(yīng)用案例上：為作戰(zhàn)人員提供軍用規(guī)格的可穿戴電池。

　　這個(gè)想法很簡(jiǎn)單：未來(lái)的士兵需要以最小的重量攜帶最大的能量，為他們?cè)趹?zhàn)場(chǎng)上穿戴、藏匿和隨身攜帶的大量任務(wù)關(guān)鍵型電氣硬件提供能量。Amprius 聲稱(chēng)，其超高密度電池的運(yùn)行時(shí)間將是現(xiàn)有解決方案的兩倍，使士兵們無(wú)需停下來(lái)充電，就能在野外堅(jiān)持更長(zhǎng)時(shí)間。

　　美國(guó)陸軍正在研發(fā)下一代可穿戴式共形電池(CWB)，它將為士兵的集成視覺(jué)增強(qiáng)系統(tǒng)和其他任務(wù)關(guān)鍵型通信設(shè)備、傳感器、可穿戴電子設(shè)備，以及一些現(xiàn)在可能只有科幻作家才會(huì)想到的硬件提供一體化電源。這種電池的設(shè)計(jì)理念是用一種單體流線型電源取代形狀和大小各異的特定物品電池，這種單體流線型電源采用輕薄、靈活的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，可與人體完美貼合。

　　Inventus Power公司生產(chǎn)當(dāng)前一代的共形可穿戴電池，是2021年被選中參與訂單競(jìng)爭(zhēng)的四家國(guó)防承包商之一。Amprius 是為該項(xiàng)目向 Inventus 公司提供高能量電池的電池專(zhuān)家之一，Enovix公司也是其中之一。該公司今年 1 月宣布已完成該項(xiàng)目的硅陽(yáng)極安全鋰電池的首次批量裝運(yùn)，本周又確認(rèn)將為 CWB 電池組的進(jìn)一步開(kāi)發(fā)提供電池。

　　Amprius公司首席執(zhí)行官孫康博士在周四的公告中表示："此次電池組集成標(biāo)志著我們?cè)跒槊绹?guó)陸軍提供地面電源解決方案方面取得了重大進(jìn)展。我們的 SiMaxx 安全電池以其高能量密度和安全特性而著稱(chēng)，將在提高下裝士兵的任務(wù)時(shí)間和可靠性方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用。"

　　秘密成分：Amprius 稱(chēng)其硅納米線配置能更好地適應(yīng)硅膨脹，并為離子和電子提供導(dǎo)電路徑

　　SiMaxx是Amprius公司獨(dú)創(chuàng)的電池結(jié)構(gòu)的最新商標(biāo)名稱(chēng)，該結(jié)構(gòu)將傳統(tǒng)的石墨負(fù)極換成了納米線結(jié)構(gòu)的硅。硅能容納多達(dá) 10 倍的鋰離子，從而提高了能量容量，而納米線結(jié)構(gòu)則能更好地適應(yīng)離子移動(dòng)過(guò)程中的體積膨脹和收縮，從而防止硅降解。

　　經(jīng)Mobile Power Solutions于 2023 年驗(yàn)證，SiMaxx 電池的能量密度達(dá) 500 Wh/kg(重量)和 1300 Wh/kg(體積)。Amprius 公司在 2022 年開(kāi)始出貨時(shí)，最初估計(jì)的能量密度分別為 450 Wh/kg 和 1150 Wh/kg。雖然我們已經(jīng)看到有其他500 Wh/kg的電池發(fā)布，有些甚至在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中超過(guò)了 700 Wh/kg，但 SiMaxx 電池仍然是我們所見(jiàn)過(guò)的最高密度電池，而且已經(jīng)可以出貨。

　　與現(xiàn)有的軍用電池解決方案相比，SiMaxx 電池的這種超強(qiáng)能量密度可使電池組的能量增加一倍，而不會(huì)增加電池組的重量或體積。這樣，士兵就可以執(zhí)行更長(zhǎng)時(shí)間的任務(wù)，而無(wú)需停下來(lái)充電。

　　去年，采用凝膠聚合物電解質(zhì)的 390 瓦時(shí)/千克 SiMaxx 電池迭代產(chǎn)品通過(guò)了美國(guó)軍方要求的指甲穿透測(cè)試，這對(duì)于面臨潛在子彈、彈片和其他戰(zhàn)場(chǎng)危險(xiǎn)的士兵佩戴的電池來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的一步。這種電池包將與防彈衣集成，可佩戴在胸部、側(cè)面或背部。

　　Amprius SiMaxx 電池是能量密度最高的即用型鋰電池芯

　　陸軍計(jì)劃在 2030 年 5 月之前實(shí)施的 CWB 項(xiàng)目也幫助 Amprius 提高了生產(chǎn)能力。根據(jù)美國(guó)陸軍資助的制造技術(shù)(ManTech)計(jì)劃，該公司在 1 月份裝運(yùn)首批 CWB 電池之前完成了生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大。4 月份，它又完成了工具鑒定過(guò)程，將加州弗里蒙特工廠的產(chǎn)能提高到 2 兆瓦時(shí)。位于科羅拉多州的第二個(gè)生產(chǎn)基地預(yù)計(jì)將于 2025 年投產(chǎn)，屆時(shí)公司的產(chǎn)能將達(dá)到千兆瓦時(shí)規(guī)模。

　　除了大功率可穿戴設(shè)備，Amprius 的電池技術(shù)還引起了電動(dòng)航空、衛(wèi)星和無(wú)人機(jī)行業(yè)的興趣，并在太陽(yáng)能汽車(chē)挑戰(zhàn)賽中大放異彩，在去年的比賽中包攬了前四名。雖然我們還沒(méi)有聽(tīng)到任何具體的電動(dòng)汽車(chē)計(jì)劃，但該公司提到了電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域是未來(lái)的一個(gè)市場(chǎng)，預(yù)計(jì)將其硅陽(yáng)極電池應(yīng)用于特斯拉 Model 3 電池組，EPA 續(xù)航里程將從 310 英里(500 公里)提高到 547 英里(880 公里)。