初企研硅材料锂电池 容量增75% 新材料突破发展瓶颈 克服发热低导电问题

【明报专讯】用上锂离子电池的电子产品日新月异，对高电容量的电池需求愈来愈高，然而，以石墨为电池负极材料的电容量有限，成为锂离子电池发展的瓶颈。本地初创公司Volt 14研发出以高电容量的硅（Silicon）作为负极材料M1，解决硅材料使用上的多个问题，更可增加电池容量40%至75%。有关材料现正测试，料最快于2021年使用该硅材料的锂离子电池会面世。

明报记者 林颖茵

现时只有先进的电池制造商于锂离子电池的负极使用硅材料，含量亦不过5%至6%，原因是硅在充电时体积会膨胀4倍，放电后会收缩，充放电过程中物料会被破坏；另外，有别于石墨（即碳材料），硅的导电效能不高，一般用于电池负极时需加入其他物质，该些化学物质会增加电阻令电池发热；因此，即使硅比起碳原子理论上可结合逾10倍数量的锂离子，能提高电容量逾10倍，但仍有很多问题需克服。

香港科技大学化学工程系博士毕业生、印度裔的Adam Haldar研究超过5年，研发出可用现行工业加工程序克服上述问题的硅材料。去年他与毕业于科大机械及航空航天工程学系的本科生、同为印度裔的Animesh Jha以硅的原子序号命名，在港创立初创公司「Volt14」，制成可用于锂离子电池负极的硅材料M1。

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电动车倘改用M1 重量可减180公斤

Jha表示，M1效能可大幅将电池负极的硅含量提高至60%，增加电池容量40%至75%。以Tesla Model S电动车为例，一辆车需逾7000粒锂碳电池推动；若使用M1，同样的电容量只需约4800粒电池，电动车重量可减轻180公斤，成本低30%。如以智能电话为例，如电容量不变，电池体积可缩小40%，电话内部有更多位置装设其他硬件如镜头、处理器等；而如体积不变，电容量则会多75%。

最快2021年投入市场

Jha说，整个电池制造程序毋须改动，故成本不会大涨，反而因电池效能提高，令电池占电子产品的成本降低。他们现与日本及内地多个电池制造商合作，做前期测试，料最快于2021年进入市场。该公司亦正研发第二代硅材料，其效能将比M1再高约20%，适用于要求更严格的重型电动汽车及机械。

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