我們之前猜測特斯拉可能會在陰極材料上做文章，使用單晶技術；也可以在負極材料上使用麥克斯韋幹電極技術+預鋰化，或者在電解液中加入新的添加劑。結果特斯拉的納米材料預告告訴我們，我們還有電池技術的殺手鐧！。
事實上，與特斯拉合作的Amprius早在去年就將這種新型電池投入使用。澤法無人機在配備矽納米線電池後，在平流層飛行了25天以上。
這家公司也很有意思，現在已經和特斯拉偷偷“溜”了。圖為Amprius已經和特斯拉搬到了壹個秘密的地方？Tera？電池廠成了鄰居，特斯拉電池日也將在這裏舉行。好，先拿到月亮真的是優勢。難怪麥克斯韋爾不得不後退壹點。
另壹方面，這種所謂的“矽納米線”電池是什麽？註意句子，矽/納米線。實際上，這種電池本質上是用矽納米線代替了傳統鋰離子電池中的負極材料石墨。
那為什麽不用普通矽呢？矽環保且資源豐富，工作電壓接近石墨，理論比容量達到4200mAh/g，也是目前合金負極材料中最高的。矽既便宜又普通。不香嗎？
當然——沒用的。在循環過程中，矽的體積會發生嚴重變化。鋰離子電池的容量與陽極材料中可嵌入的鋰離子數量有關。嵌入的鋰離子越多，電池容量越大。充電過程是鋰離子嵌入過程，矽材料相應膨脹；當電池放電時，鋰離子從矽材料中提取出來。
矽的主要問題是嵌鋰時，體積比原來的尺寸膨脹了近400%。與以前的電池相比，以矽為負極的電池膨脹後可能會膨脹到原來的4倍。因此，脫鋰後，矽很難恢復到原來的形態。
體積膨脹將對矽材料施加額外的應力，導致材料損壞和破裂。這個過程就是所謂的電極粉化。壹般來說，是電極的主觀對抗使其膨脹的過程。結果用了，電池壞了。在粉化過程中，破碎的矽材料會從電極上脫落，也會導致電池循環穩定性差，電池容量急劇下降。矽可以看作是壹個反應容器。沒有反應容器，電池無法正常反應。
而這種矽納米線指的是壹種寬度約為10 nm，長度不限的材料，可以想象成矽納米帶。這是壹種新型的壹維半導體納米材料，內核是單晶矽，外面是壹層二氧化矽。
通過查詢專利，我們大概可以知道Amprius的矽納米線的制作過程:利用塗矽納米結構模板，采用PECVD工藝或熱CVD方法，在導電襯底上直接生長矽納米線。納米線具有核殼結構，這種制備方法也適用於在矽納米線上復合或摻雜其他物質以增強其導電性和強度。
矽納米線通過側向膨脹可以很好的釋放應力，不會造成納米線的開裂或損壞，從而防止電極粉化。矽納米線之間有壹定的間隙，體積膨脹時也有壹定的空間讓它們膨脹，這樣就不會互相擠壓。
此外，納米線在集電器上的直接生長也可以增強納米線和基板之間的物理和電接觸。壹般來說，電極材料是通過粘合劑粘附在電極上的，相當於從電極上“生長”出矽，每根納米線上的電子都可以很好地傳輸到外電路。納米線的導電性還可以通過摻雜、合金化、核殼材料等不同方式與其他材料配合來提高，所以矽納米線的導電性不用擔心。
到現在為止，雖然矽納米線有這麽多優點，但我還是堅持認為特斯拉可能會用這種矽納米線電池，但我們不能把容量的提升都歸功於此。為什麽？
從成本上看，雖然矽的儲量大，成本低，但上述制備工藝的成本並不低。上面提到的納米化和化學氣相沈積(即CVD)都無形中增加了矽納米線陰極的成本。
該工藝為高能耗工藝，加工難度和制造成本均高於人造石墨。如果真的量產，成本就無法接受了。新能源汽車裏的電池和航天領域的不壹樣，需要量產，但航天材料隨便燒個幾百億很正常。如果成本不能降低，最終還是會轉嫁到消費者身上。
在性能方面，雖然Amprius的專利顯示矽納米線在1.80次循環後能量密度仍能達到1.000 mAh/g，但集成到電池中並不是只有負極材料說了算。正極加電解液的矽納米線電池最大容量和循環性能如何？成本是否與這種程度的提升成正比，要等到量產之後才能知道。
另壹個關鍵問題是，制約純電動汽車電池容量上限的不是負極材料，而是正極材料。從NCM523到NCM622再到NCM811，電池的發展趨勢是提高鎳在電池中的比例。就連今年大火的磷酸亞鐵鋰刀片電池，也只是從模塊層面進行了升級。
雖然負極材料還沒折騰完，前段時間廣汽新能源也宣傳過石墨烯作為負極的優勢，但是到現在也沒有透露更多的信息，不過各大廠商真的是蠢到想不出改進負極來提高電池容量。
負極容量對電池總比容量的貢獻遠沒有大家想象的那麽大。石墨理論容量372mAh/g，特斯拉型號？3摻雜10%矽基材料的石墨陽極的容量約為550 mAh/g..模特呢？3的續航裏程有明顯提升嗎？
特斯拉的“渣男”態度是，不承認，不否認，不知道，我可以暗示我和Amprius有合作，采用了矽納米線技術，但是只要我不承認，妳就要等到9月22日電池日才能知道是怎麽回事了。我們能做什麽？那就等馬斯克揭曉吧。
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