为了打造高能量密度、储电容量更高的锂离子电池,近年来各界积极用硅取代传统的石墨负极,而美国 GDI 打造出 100% 硅材料,制程捲对捲加工,且第三方测试容量达 3,200mAh/g。
各界对于硅负极电池寄予厚望,因为由这种丰富、无毒的材料制程的电池,理论容量为 3,600 mAh/g,相较之下石墨最大容量为 372 mAh/g。
根据 GDI 介绍,其硅负极在第三方测试中显示超过 3,200mAh/g,能量密度比石墨负极高出 30% 以上,可连续 15 分钟快速充电数百次。
现今锂离子电池很难同时兼具快充、安全性和高能量优点,但 GDI 表示,由于其硅结构直接黏合到德国制造铜合金箔上,可以实现上述优势。GDI 执行长 Rob Anstey 表示,下一步便是展示新电池的性能,让电动车续航里程可达 800 公里,充电 15 分钟即可行驶 400 公里,能在安全性前提下充电数百次。
Anstey 表示,GDI 的使命是提供完整 100% 硅负极,其制程还能整合进现有电池生产线中,大大减少阳极生产的温室气体排放,并在尖端工业设备上迅速扩张。
GDI 也与日本玻璃和电浆镀膜 AGC 合作,用 AGC 改良的玻璃镀膜设备进行捲对捲生产 MWh 规模,可以直接投入现有的电池生产线中,减少许多步骤还降低成本。Anstey 表示,GDI 和 AGC 已经计划到 2028 年实现 GWh 生产路线图,让该技术在 2030 年可以用于数万辆电动车。
根据第三方测试结果,GDI 硅负极电池也更能抵御热失控。若将 GDI 硅负极整合进 Navitas 3.5Ah 软包电池,能量密度超过 250Wh/kg、采用标准液态电解质,用钉子刺穿电池 10 小时后,没有起火、没有冒烟,温度仅上升 10°C。