荷蘭電池公司用100%硅陽極替代石墨,將二氧化碳排放降低85%

當(dāng)前,越來越多的國(guó)外電池公司開始以中國(guó)電池公司為標(biāo)桿,甚至以超越中國(guó)電池公司為目標(biāo),這是因?yàn)槿虼蠖鄶?shù)鋰離子電池和石墨陽極都由中國(guó)制造。荷蘭一家硅陽極初創(chuàng)公司 LeydenJar 被認(rèn)為有潛力與中國(guó)電池公司“掰腕子”。當(dāng)?shù)貢r(shí)間 9 月 10 日,LeydenJar 公司完成 1300 萬歐元的融資(折合人民幣 1.08 億元)。該公司稱其硅陽極能夠極大提升鋰離子電池的性能,目前已有一家電池制造商利用現(xiàn)有設(shè)備在自動(dòng)化鋰離子生產(chǎn)線上生產(chǎn)了數(shù)千個(gè)采用該公司硅陽極的電池。LeydenJar 公司表示,其還將為一家未透露名字的“美國(guó)領(lǐng)先消費(fèi)電子公司”擴(kuò)大硅陽極技術(shù)的生產(chǎn)規(guī)模。另據(jù)悉,該公司宣傳它是目前全球唯一一家來自荷蘭的電池公司,也是目前全球唯一一家 100% 純硅陽極公司。
(來源:LeydenJar 公司)
此次投資由專注于氣候領(lǐng)域先鋒企業(yè)的德國(guó)風(fēng)投機(jī)構(gòu) Extantia 和由荷蘭政府主導(dǎo)設(shè)立的荷蘭國(guó)家融資和發(fā)展機(jī)構(gòu) Invest-NL 共同完成。Extantia 的合伙人亞伊爾·雷姆(Yair Reem)表示:“他們的純硅陽極平臺(tái)正在為能量密度樹立新的全球標(biāo)桿,其產(chǎn)品不僅能與中國(guó)頂級(jí)生產(chǎn)商最先進(jìn)的電池單元相媲美,而且有潛力超越它們?!敝档米⒁獾氖?,LeydenJar 公司本次融資中的另一家投資方 Invest-NL 還管理著一項(xiàng) 1 億歐元的保護(hù)條款,旨在保護(hù)一些重要的荷蘭公司免于不必要的外資收購,以鞏固荷蘭在相關(guān)產(chǎn)業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)力。
(來源:LeydenJar 公司)
據(jù)了解,LeydenJar 公司成立于 2016 年,是荷蘭獨(dú)立非營(yíng)利性研究機(jī)構(gòu)——荷蘭應(yīng)用科學(xué)研究院的一家子公司。最近十年來,盡管鋰離子電池的能量密度已經(jīng)翻了一番,但是 LeydenJar 公司表示該公司的 100% 純硅陽極的能量密度比傳統(tǒng)石墨陽極高出 50%,憑借這種基于 100% 硅陽極的電池技術(shù),該公司創(chuàng)下了 1350Wh/L(堆疊級(jí))鋰離子電池最高能量密度的世界記錄。充電時(shí)間在 12 分鐘之內(nèi),突破了傳統(tǒng)電池的尺寸限制和重量限制,二氧化碳排放量減少 85%。這是因?yàn)楣杈邆洫?dú)特的鋰儲(chǔ)存能量,因此在制造陽極時(shí)需要更少的材料,這意味著生產(chǎn)過程將能得到簡(jiǎn)化,每公斤材料排放的二氧化碳也會(huì)更少。LeydenJar 公司采用行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的卷材形式來供應(yīng)硅陽極,因此硅陽極在生產(chǎn)上能夠兼容已有的鋰離子電池產(chǎn)線。
(來源:LeydenJar 公司)
事實(shí)上,該公司并非是第一個(gè)發(fā)現(xiàn)可以使用硅陽極來代替石墨陽極的機(jī)構(gòu),業(yè)內(nèi)早已知道硅陽極的優(yōu)越性。但在此前,阻礙其被用于該領(lǐng)域一只攔路虎便是硅的脆弱性。具體來說,當(dāng)使用硅來存儲(chǔ)鋰離子的時(shí)候容易變得膨脹,這時(shí)假如沒有某種結(jié)構(gòu)來支撐,連續(xù)性的充電循環(huán)就會(huì)導(dǎo)致硅的迅速崩塌。這樣一來就會(huì)給電池內(nèi)部造成損壞,進(jìn)而導(dǎo)致電池退化和失效。
(來源:LeydenJar 公司)
為了解決這些問題,此前一些其他硅陽極公司通過設(shè)計(jì)各種支架來防止材料分解。比如,此前人們一般使用重型夾具來在電池運(yùn)行時(shí)施行較大的外部壓力,以便讓電池陽極保持結(jié)構(gòu)完整性以及防止其失效。但是,這個(gè)壓力一般為 1MPa 左右,這相當(dāng)于將三架三角鋼琴放在智能手機(jī)上的重量。如此之大的壓力限制了硅陽極在消費(fèi)級(jí)電子產(chǎn)品上的應(yīng)用范圍,因?yàn)橄M(fèi)級(jí)電子產(chǎn)品比如手機(jī)、筆記本電腦和可穿戴設(shè)備其制造商往往需要電池在沒有壓力的情況下也能表現(xiàn)優(yōu)良。
(來源:LeydenJar 公司)
那么,LeydenJar 公司是如何克服這一難題的?據(jù)介紹,不同于石墨陽極生產(chǎn)中的漿料涂覆工藝,該公司的生產(chǎn)工藝?yán)玫入x子體來產(chǎn)生能量,因此無需溶劑或粘合劑進(jìn)行粘合,從而可以完全跳過耗能的干燥步驟,進(jìn)而讓這一工藝更加具備節(jié)能優(yōu)勢(shì)。與此同時(shí),這種單步驟的工藝可以將陽極直接沉積到集流體上,而集流體 100% 采用再生銅,這讓這家位于荷蘭的公司更加具備采購優(yōu)勢(shì)。
(來源:LeydenJar 公司)
具體來說,該公司利用等離子氣相沉積技術(shù)在薄銅片上生長(zhǎng)了海綿狀硅柱,這種技術(shù)無需濕法化學(xué)工藝,具有更好的可持續(xù)性,能夠直接地沉積純硅陽極。由于這些海綿狀硅柱能夠膨脹和收縮,因此可以在裝在鋰的時(shí)候填補(bǔ)硅柱之間的空隙。這種硅結(jié)構(gòu)既能帶來更快的充電速度,也可以實(shí)現(xiàn)更低的碳足跡。硅結(jié)構(gòu)無需任何外部壓力即可實(shí)現(xiàn) 500 次以上的充電循環(huán),但是容量損失低于 80%。這種硅陽極首次完全擺脫了對(duì)于外部壓力的需求,但卻仍能實(shí)現(xiàn)行業(yè)內(nèi)需要的基準(zhǔn)目標(biāo),即 500 次循環(huán)后容量保持率為 80%,700 次循環(huán)后容量保持率為 70%。硅陽極還具有多孔的結(jié)構(gòu),故能很好地適應(yīng)硅在電池循環(huán)過程中的膨脹和收縮,從而讓電池的結(jié)構(gòu)完整性和長(zhǎng)期性能得到保障。對(duì)于純硅來說,它的鋰存儲(chǔ)容量是石墨的 10 倍,故能解決傳統(tǒng)電池在尺寸與性能上難以兼顧的問題,由于能將尺寸做小,故能用在手機(jī)等消費(fèi)設(shè)備上??梢钥闯?,上述充電循環(huán)數(shù)字低于汽車制造商通常設(shè)定的 1000 次充電循環(huán)的常用目標(biāo),但是考慮到 LeydenJar 公司眼下主要聚焦于發(fā)展消費(fèi)電子產(chǎn)品客戶,電動(dòng)汽車客戶則將于更晚之后拓展,那么這一數(shù)字也與其發(fā)展路線圖相符合。
該公司將其硅陽極命名為 Silyte,它專門為高耗電電子設(shè)備設(shè)計(jì)。LeydenJar 公司的 CEO 克里斯蒂安·魯?shù)拢–hristian Rood)表示:“硅陽極長(zhǎng)期以來一直是電池設(shè)計(jì)的圣杯。而 Silyte 是可穿戴 AI 設(shè)備翹首以盼的電池突破,它是電池制造商們可以在現(xiàn)有生產(chǎn)線上直接使用的首款純硅產(chǎn)品。我們和所有可穿戴設(shè)備行業(yè)的人士都相信,硅陽極將成為行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),為所有類型的設(shè)備解鎖新的外形尺寸和功能?!?/p>
值得注意的是,該公司向客戶提供的是硅陽極而非電池成品,這讓其能和更多電池制造商建立合作,利用后者的業(yè)內(nèi)經(jīng)驗(yàn)促進(jìn)電子設(shè)備和電池設(shè)計(jì)的創(chuàng)新,加速硅陽極成為電池陽極首選材料的普及。同時(shí),該公司還指出,硅陽極的制造能夠擺脫對(duì)于石墨開采和石墨精煉的依賴,故能降低地緣政治風(fēng)險(xiǎn),從而能夠?qū)崿F(xiàn)供應(yīng)鏈的可持續(xù)性,克服了下一代電池陽極的關(guān)鍵限制之一。
總的來說,LeydenJar 公司的硅陽極能夠減輕電池重量,并能降低電池生產(chǎn)過程對(duì)于環(huán)境的影響。2025 年 3 月,LeydenJar 公司入選了《時(shí)代》雜志“2025 年全球 250 強(qiáng)綠色科技公司”榜單,位于榜單第 104 位,是入選的六家荷蘭公司的其中一家。這也證明即便是來自于荷蘭這樣不算大的國(guó)家的公司,也能依靠創(chuàng)新產(chǎn)生全球性的影響力。
(來源:LeydenJar 公司)
2025 年 8 月,LeydenJar 公司的 Silyte 硅陽極已經(jīng)在該公司的中試工廠投入生產(chǎn)。其還將利用此次融資以及上述美國(guó)客戶承諾的 1000 萬歐元訂單費(fèi)用,在荷蘭埃因霍溫建設(shè)第一期工廠,這間工廠預(yù)計(jì)將于 2027 年投入生產(chǎn)。工廠將擁有該公司自主研發(fā)的等離子化學(xué)氣相沉積設(shè)備,并將用于大規(guī)模地生產(chǎn)硅陽極。
(來源:LeydenJar 公司)
該公司表示,預(yù)計(jì)全面投入運(yùn)營(yíng)之后,這間工廠每年將生產(chǎn) 12.5 萬平方米的硅陽極,這足以為 500 萬智能手機(jī)電池供電,也足以為全球所有耳機(jī)供電。未來,預(yù)計(jì)這些硅陽極將能滿足智能眼鏡、智能手表、耳機(jī)和手機(jī)等緊湊型設(shè)備對(duì)于電池的高能耗需求。LeydenJar 公司的 CEO 克里斯蒂安·魯?shù)拢–hristian Rood)曾在一篇公司新聞稿中表示:“創(chuàng)立這家公司時(shí)我的夢(mèng)想是讓硅陽極能被用于所有電池應(yīng)用之中?!逼溥€表示陽極工廠的打造是將硅陽極用于消費(fèi)電子產(chǎn)品的重要一步,未來其還將進(jìn)軍新能源汽車領(lǐng)域。與此同時(shí),克里斯蒂安·魯?shù)拢–hristian Rood)還于昨日在其社交媒體上補(bǔ)充稱,公司并不完全是要挑戰(zhàn)中國(guó)電池公司,而是希望能夠保持合作。通過合作的方式,讓原始設(shè)備制造商(OEM,Original Equipment Manufacturer)可以獲得該公司的高能量密度電池,而該公司則可以利用獨(dú)家技術(shù)將“陽極瓶頸”轉(zhuǎn)變?yōu)椤瓣枠O能量”。
參考資料:
https://leyden-jar.com/leydenjar-closes-new-investment-round-to-launch-first-100-silicon-anode-production-facility/
https://leyden-jar.com/leydenjar-releases-silyte-worlds-first-pure-silicon-anode-designed-for-the-age-of-wearable-ai/
https://leyden-jar.com/leydenjar-cells-with-100-silicon-anode-achieve-500-cycles-without-external-pressure/
https://leyden-jar.com/leydenjar-recognized-in-times-world-top-250-greentech-companies/
https://leyden-jar.com/leydenjar-at-hannover-messe-2025/
https://leyden-jar.com/leydenjar-technologies-chooses-eindhoven-strijp-t-for-its-first-anode-factory/
https://leyden-jar.com/leydenjar-won-the-automotive-innovation-award-2024-for-sustainability/
https://leyden-jar.com/lca-study-on-leydenjars-silicon-anode/
https://techcrunch.com/2025/09/10/dutch-battery-startup-leydenjars-silicon-anode-tech-could-pose-a-challenge-to-china/
https://www.linkedin.com/feed/update/urn:li:activity:7371570526097674240/
運(yùn)營(yíng)/排版:何晨龍