近日，一家位于美国科罗拉多州的电池初创公司SilLion因为与Tesla挂上关系而受到瞩目。早在两年前，当这家公司的研发和运营工作转入秘密模式时，就有传闻Tesla收购了这家公司，但是没有得到任何证实。前几天人们发现，这家公司原来拥有的专利所属权机构的名称已变成了Tesla，由此证实了大家的猜想，即这家公司早已被Tesla收购，在过去的两年多里一直在进行所有权变更的工作。

这家公司为什么会受到Tesla的青睐？主要原因就是因为它是一家做硅碳负极材料的初创企业。Tesla在去年的电池日上曾公布，Tesla的电池已经开始添加少量硅负极材料来提升电池的能量密度。不过添加比例不超过负极材料的10%，最主要的原因还是受限于硅在充放电时的体积膨胀问题难以解决。我们也曾经发文介绍过这个问题：《硅的储能密度是现有锂电池负极材料的10倍，为什么还不换？》。

而SilLion最重要的一项专利申请就是讲述如何在电池里增加高比例硅负极材料，其基本原理就是在制作含有纳米硅颗粒的负极浆料时，加入聚丙烯腈（PAN:Polyacrylonitrile），让PAN在硅颗粒表面形成一个3-5纳米厚的保护层。因为PAN良好的延展性和导电性，所以它能随着硅颗粒膨胀而拉伸不断裂，维持稳定的保护效果，同时良好的导电性也不会明显增加电池的内阻。

使用了该技术的软包电池测试数据如下图所示，在C/2放电速率的情况下，循环1264次后的容量保留率依然有72%。这个数据对于高含硅量的软包电池来说，已经是非常好的效果了。

在这份专利里例举了两种硅在负极材料中含量的数据：30%和60%。对比来看，30%的数据相对较好，说明PAN保护层在这个硅含量以内可以起到很好的效果。但是当硅含量达到60%时，电池性能显著下降，说明PAN涂层还是无法解决更高硅含量的技术难题。

据此推测，Tesla在接下来对于电池负极材料的改进将着重于增加硅含量。我们预测Tesla的下一代电池负极材料中的硅含量会在15%-25%的区间。这个含量区间可以将负极材料的能量密度提升50%-100%，整体电池的能量密度提升20%-40%，将是对现有产品性能的一个大幅提升。

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参考文献：

1.    https://electrek-co.cdn.ampproject.org/c/s/electrek.co/2021/11/05/tesla-confirms-acquisition-siilion-battery-startup-new-patent/amp/

2.    Large-formatbattery anodes comprising silicon particles。美国专利申请号20190267617A1

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