基恩伯迪切夫斯基，作為特斯拉的第7號員工，他領(lǐng)導的團隊為特斯拉的第一款汽車Roadster設(shè)計了鋰離子電池組，這款汽車讓全世界相信了電動汽車的重要性。十年后，電動汽車可以與普通的耗油汽車相抗衡，但在電池的保質(zhì)期和電池的能量容量之間仍然存在很大的權(quán)衡。伯迪切夫斯基意識到，假如想要讓我們的道路完全電氣化，就要采取一種完全不同的方法。

2011年，伯迪切夫斯基創(chuàng)立了SilaNanotechnologies來制造更好的電池。他的秘密成分是納米硅粒子，當它們用作電池的負極時，可以給鋰離子電池充電。如今，Sila是少數(shù)幾家競相將鋰硅電池帶出實驗室、投入現(xiàn)實世界的公司之一。在現(xiàn)實世界中，它們有望在從耳塞到汽車等各種電子設(shè)備的外形和功能方面開辟新的前沿。

SilaNano長期方針是高能電動汽車，但目前第一步是向小型設(shè)備進軍。伯迪切夫斯基計劃明年在消費電子產(chǎn)品中使用第一塊鋰硅電池，他說，這將使電池每次充電的續(xù)航時間延長20%。作為大多數(shù)現(xiàn)代電子產(chǎn)品的數(shù)碼心臟原料，硅和鋰是與蝙蝠俠和羅賓齊名的動態(tài)組合。

當鋰離子電池充電時，鋰離子會流向負極，負極通常由一種叫做石墨構(gòu)成。假如你把石墨換成硅，更多的鋰離子可以儲存在負極上，這就新增了電池的能量容量。但是把所有這些鋰離子塞進電極會導致它像氣球一樣膨脹;在某些情況下，它甚至可以上升到四倍大。

膨脹的負極可以粉碎納米硅顆粒，并打破負極和電池電解質(zhì)之間的保護屏障，從而將鋰離子輸送到電極之間。隨著時間的推移，負極和電解液之間的邊界處會形成污垢，既阻礙了鋰離子的有效轉(zhuǎn)移，又使許多鋰離子失去功效。

解決這個問題的一種方法是在石墨陽極上撒上少量的氧化硅。這就是特斯拉目前的電池方式。氧化硅是預膨脹的，所以它減少了負極在充電過程中膨脹的壓力。但它也限制了可以儲存在正極的鋰數(shù)量。以這種方式給電池充電不足以帶來兩位數(shù)的性能提升，但有總比沒有要好。

NanoGraf的聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席技術(shù)官凱瑞海納認為，可以在不損失硅氧化物的能量容量的情況下充分利用硅和石墨。在NanoGraf，他和他的同事通過在石墨烯中嵌入硅顆粒來提高碳硅電池的能量。他們的設(shè)計使用了石墨烯基質(zhì)，使硅有膨脹的空間，并保護負極不受電解液的破壞。海納說，石墨硅陽極可以使鋰離子電池的能量新增30%。

但是要把這個數(shù)字推到40%到50%的范圍，你必須把石墨完全排除在外。多年來，科學家們已經(jīng)知道如何制造硅陽極，但他們一直在努力擴大制造過程中涉及的先進納米工程流程。