电动汽车中电池的未来：采访 OneD Battery Sciences 的首席执行官

电动汽车是一项快速发展的业务，得益于新材料，它提供了光明的未来，尤其是在能源、电池和热管理设计领域。一些公司正在开发用于组件冷却和电池化学的新型材料，目标是在最低工作温度下实现最佳效率。

OneD Battery Sciences 开发了一种新技术，可以提高电动汽车 (EV) 电池的效率。专有和专利技术，称为 Sinanode，是电池制造过程中的一个步骤，将硅纳米线融合到用于阳极的商业石墨粉末上，提高了能量密度和寿命，同时降低了 EV 电池的成本。据OneD Battery Sciences称，这项技术可以将阳极的能量密度提高三倍，同时每千瓦时的成本也减半。OneD Battery Sciences 的首席执行官 Vincent Pluvinage 与 Power Electronics News 就电动汽车电池市场的下一个挑战进行了交谈。

电动汽车是其常见的汽油动力同类产品的环保替代品，但它们缺乏一个关键特征：便利性。电动汽车基础设施和电池容量无法与当前车辆相媲美。虽然似乎到处都有加油站，但电动汽车充电站还不常见，这意味着司机必须在出行前做好详细的充电计划。具有快速充电和远程电池的高效（和可持续）基础设施将有助于电动汽车的成功。

OneD Battery Sciences 的 Vincent Pluvinage

电力电子报：现在电动汽车电池的市场情况如何？

Vincent Pluvinage：据Meticulous Research称，预计到 2028 年，电动汽车电池市场的年销售额将超过 1750 亿美元。随着汽车制造商努力实现在 2035 年或更早之前实现新车和货车销售 100% 零排放的目标，满足这一需求的关键将取决于制造具有较低碳足迹的高性能电动汽车电池的成本。

随着亚洲在当今的电动汽车电池生产方面处于领先地位，包括美国在内的其他国家必须加大力度，以在提供顶级电动汽车电池方面展开竞争。为此，我预计美国将开设更多工厂并改进当前的电动汽车电池材料，这将降低当今电动汽车电池的成本和碳足迹。

潘：就成本和回收利用而言，最好的材料是什么？下一个趋势是什么？

加温：电动汽车电池的制造需要大量的石墨，这种材料在电池充电时将能量储存在阳极中。一种制造工艺正在增加电动汽车电池中的硅含量，这一工艺已获得发展，甚至被一些人视为生产满足高性能市场需求的电动汽车所需的突破。尽管之前认为大规模采用成本过高，但OneD已经找到了一种解决方案，可以在电动汽车电池中添加大量硅纳米线，以产生更高的能量密度阳极，从而增加电池范围并缩短充电时间。

Sinanode是一种制造工艺，它简化了使用硅技术的过程，以满足市场对更高效、更具成本效益的电动汽车电池的需求。该工艺通过熔合大量非常小的硅纳米线来为商用石墨增压。由于每个石墨颗粒上有几十万根导线，阳极中存储的能量和充电速度都会增加。该技术利用了现有的电动汽车供应链，同时使客户能够设计自己的路线图，更快地改进电动汽车电池。

此外，Sinanode 包括实现干电极涂层和多层阳极的专利步骤，这大大降低了每家工厂高达 10 亿美元的资本设备成本。我预计，这种用干电极涂层代替湿电极涂层的趋势会导致更高效的电动汽车电池生产和更高效的制造。

Sinanode 步骤

PEN：电动汽车电池制造商在扩大或缩小规模方面有哪些不同的方法？

Pluvinage：消费者要求他们的新电动汽车具有更快的充电速度、更长的续航里程，最重要的是，价格更实惠。反过来，汽车制造商也在寻求新的创新解决方案来满足消费者的需求。然而，为许多汽车制造商创建一个新的汽车市场是一个未知领域，并且以具有成本效益的方式这样做需要时间、规模和新的制造系统。

在考虑扩大规模以供应数百万辆电动汽车所需的有意义数量时，必须设计、制造和测试新设备。这增加了风险、前期投资和维护成本。此外，这些解决方案的高能耗成本和低产量带来了显着的碳足迹。

与其试图取代现有的供应商，OEM 必须使用一种工艺，用一种可扩展的技术来取代硅添加剂开发中低效的步骤，从而提高性能并降低电动汽车中使用的材料和电池的成本。OneD 已经用 Sinanode 做到了这一点。Sinanode 是使用多家供应商提供的商业制造 CVD 设备开发的，并且仅使用以极具吸引力的成本大量提供的硅烷和氮气。这减少了将 Sinanode 步骤扩大到 EV 数量所需的投资和时间，同时与当今 EV 电池中使用的最具竞争力的阳极成本相比，将 EV 阳极的成本降低了近 50%。

通过 Sinanode，OneD 正在重新定义电池的性能和成本，同时利用当前价值链的各个方面，包括已经大规模生产的石墨粉和现有的制造投资。这是提高阳极能量密度和充电速度的最实用方法，同时还降低了大型电动汽车电池制造厂的阳极成本和碳足迹。

PEN：您明年从材料角度解决供应链问题的路线图是什么？

Pluvinage：供应链中断在 2021 年给几家汽车公司带来了真正的问题。到 2022 年，芯片短缺将被锂、镍、钴和 EV 级石墨等关键 EV 电池材料的供应受限和价格飙升所取代.

世界上几乎所有加工的EV级石墨都来自中国，这是一个战略供应链问题。因此，减少对通过海洋运输的不断增加的电动汽车石墨数量的依赖至关重要。出于多种原因，将纳米硅添加到石墨中提供了一种解决方案。首先，当与纳米硅结合时，需要较少量的石墨。其次，每千瓦时硅石墨复合材料的成本低于使用纯石墨时的成本。第三，在提高充电速度的同时，减少了电动汽车电池的重量和碳足迹。

事实上，业内专家预测，未来三年，电动汽车阳极中的硅含量和采用硅石墨阳极的电动汽车数量都将大幅增加。电动汽车制造商和材料供应商面临的最艰巨的供应链挑战是在不增加电动汽车电池制造和安全风险的情况下大规模生产。

由于 OneD 的 Sinanode 工艺利用了当前 EV 电池工厂的运营并可在全球范围内应用，OneD 具备克服任何供应链障碍的能力。我预计 Sinanode 将成为生产具有竞争力、小型、廉价的长续航电动汽车以及配备快速充电电池的快速高端电动汽车的唯一途径。

笔会：OneD 2021 年的亮点是什么？公司对 2022 年的期望是什么？

Pluvinage：2021 年，应 EV 客户的要求，OneD 在帕洛阿尔托加工了大量石墨以添加硅纳米线，并开始在华盛顿州摩西湖建造更多的试点工厂。摩西湖设施将于 2022 年上半年开始生产。

每个试点设施都将有能力为数千个 EV 电池组处理足够的硅石墨负极材料，以进行最终鉴定，这是商业生产之前需要 18 个月的一个步骤。在此步骤中，OneD 及其工业合作伙伴将建造并委托一个大型工厂，以支持数百万辆电动汽车的硅石墨负极材料的加工。该生产工厂计划于 2024 年全面投入运营。

通过为每个电动汽车客户提供自己的石墨加工和添加硅纳米线的试验设施，OneD 能够在不中断每个电动汽车客户的供应链的情况下优化差异化的新阳极材料。事实上，OneD 正在三大洲扩展其制造业务，实现本地化供应链并降低运输成本和战略问题。

展望未来，OneD 预计将继续与多家汽车合作伙伴一起在其试点设施中运营，并将继续完善其突破性的 Sinanode 技术，以满足市场对更高效、更具成本效益的电动汽车电池的需求。

审核编辑 黄昊宇