為了理解安普瑞斯公司的技術(shù)，我們首先來看看電池的基本組成部分。一塊電池是由正負兩個電極組成的，中間是讓電荷通過的介質(zhì)。當一塊鋰電池在充電或放電時，鋰離子就會在正負電極之間來回移動。

　　智能手機和筆記本電腦所使用的標準鋰電池，一般用石墨作為負極，用氧化鋰聚合物作為正極。當充電時，正極生成的鋰離子運動到負極，嵌入負極碳層的微孔中，此時負極基本上充當了鋰離子的“房東”。

　　很多電池廠商想在電池負極的石墨混合物中加入小量的硅，加入量約為1%至5%。特斯拉CEO埃隆·馬斯克表示，特斯拉的鋰電池（大概利用了日本松下公司的技術(shù)）仍然主要使用石墨作為負極材料，但隨著時間的推移，將會增加硅的用量。

　　硅能有助于電池儲存更多的能源，因為它的化學結(jié)構(gòu)能夠在充電時保留住更多的鋰原子。美國勞倫斯伯克力國家實驗室的科學家劉皋（音譯）領(lǐng)導著一支硅電池材料的研發(fā)團隊，他對我打了個比方：當電池充電時，負極就像是一個盛著鋰離子或能源的袋子。和石墨相比，硅能提供一個更大的“袋子”，可以裝下更多的鋰離子，也就是更多的能源。

　　但含硅電池的一個大問題是硅會膨脹，在充電時有可能破壞負極。這就好比一個袋子裝滿了沙子，而每粒沙子在充電時都會膨脹四倍，從而會導致袋子裂開。因此，劉皋等科學家正在研制新型的粘合材料，使硅顆粒即使膨脹，也能將它們約束住。

　　安普瑞斯公司的核心創(chuàng)新之一，就是利用納米科技創(chuàng)造一種能夠與石墨混合的硅結(jié)構(gòu)。據(jù)孫康介紹，這種設(shè)計中含有不到10%的硅，它能使負極存儲的能源達到普通鋰電池的一倍。

　　該公司于2013年年末首次將含有這種技術(shù)的鋰離子電池賣給了亞洲的智能手機制造商，它也由此成為首批將含硅電池技術(shù)商用的公司之一，只不過它的產(chǎn)量還很小。特斯拉的含硅電池則標志著這項技術(shù)將首次更大范圍地應用到電動汽車上。

　　安普瑞斯公司已經(jīng)把它的電池賣給了商用無人機以及一些電子產(chǎn)品和軍事設(shè)備的制造商，就連美國國家航空航天局也是它的客戶。亟需更長續(xù)航時間的客戶愿意為這些電池付更高的價格。比如，一家高端無人機制造商就愿意為這些電池支付高價，以使其無人機的飛行時間增加25%。

　　安普瑞斯公司還在研制一種用硅納米絲制成的更先進的負極材料。這種結(jié)構(gòu)在電池充放電時，能更好地抵抗膨脹效果。

　　理論上，這種技術(shù)要依賴硅作為大部分甚至全部的負極材料。它的能量密度（也就是相同體積中存儲的能量值）甚至能達到普通鋰電池的6倍。雖然安普瑞斯公司目前尚未將該理念商業(yè)化，不過孫康表示，該公司將于今年年底進行試生產(chǎn)。

　　孫康指出，安普瑞斯公司目前生產(chǎn)的含硅鋰電池的能量密度為700瓦時每升，經(jīng)過進一步努力，很快可以達到750瓦時每升。在實驗中，納米絲技術(shù)的能量密度可達940瓦時每升。目前市場上標準的鋰離子電池的能量密度約為300到400瓦時每升。