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美國馬里蘭州國家港口——一家在加利福尼亞州帕洛阿爾託公共圖書館成立的公司，利用政府資金和技術，打造出了有史以來能量密度最高的電池。Envia Systems 公司將在第三屆年度能源高階研究計劃署 (ARPA-e) 峰會上宣佈，其新型鋰離子電池組的每克能量密度約為目前電池的兩倍 (ARPA-e)。
材料科學家蘇吉特·庫馬爾（Sujeet Kumar），Envia 聯合創始人兼首席技術官解釋說：“我們實現了每公斤 400 瓦時的能量密度。”“我們已經制造出汽車製造商可以識別和使用的大尺寸 40 安培電芯”——該電芯已透過印第安納州克蘭市海軍水面作戰中心的獨立能量密度測試驗證。
藉助 ARPA-e 提供的 400 萬美元撥款，Envia 的技術建立在阿貢國家實驗室的工作基礎上，該研究發現，在正極（鋰離子聚集的電極）的材料混合物中加入錳，可以實現更高的能量密度。然後，該團隊將重點轉向負極（鋰離子從中流出以產生電流的電極），並透過結合矽以及典型的石墨來提高其效能。
研究人員聲稱，透過將矽與碳混合，他們已經克服了矽負極的問題，這些問題曾使其他電池無法一次又一次地充電和放電。簡而言之，矽會膨脹。“由於體積變化大，它幾乎無法持續 10 個迴圈，”庫馬爾承認。但是，Envia 團隊認為，透過用碳塗層包裹矽，以及交織碳纖維，他們已經克服了這個問題，並且他們的電池已經迴圈了 400 次——並且還在計數。“即使矽在第一個迴圈中粉碎，連線性也透過碳纖維保持，”庫馬爾補充道，儘管這會影響電壓。
然後是所謂的“熱失控”，這是電池起火燃燒的工程委婉說法——這是基於鋰離子技術的高能量密度儲存裝置長期存在的問題。在汽車中尤其如此，在汽車中，電池必須透過一項測試，即用八毫米的釘子高速穿透電池。Envia 聲稱其電池通過了該測試。“主要原因是電池電芯更薄，”庫馬爾說。“散熱非常容易，”儘管是否採用空氣冷卻或液體冷卻電池組將由每個汽車製造商自行決定。
在中國 Envia 中心開發的纖薄、高能量密度電池可以將每輛汽車所需的電池數量減少一半。而且電池價格便宜，每千瓦時 125 美元，不到目前電池成本的一半，而電池成本約佔電動汽車成本的 65%。但是，除了進一步的獨立測試外，Envia 電池現在必須開始由實際汽車製造商進行測試的多年過程。通用汽車是一家投資者，但 Envia 拒絕透露誰對此感興趣。“我們正在與世界各地所有知名[汽車製造商]合作，”Envia 董事長兼執行長阿圖爾·卡帕迪亞 (Atul Kapadia) 說。其想法是成立合資企業以協同生產電池，或將該技術許可給現有的合作伙伴。
但是，假設單根釘子不會擊垮這項新技術，那麼該電池可能會提高電動汽車的續航里程，例如通用汽車的雪佛蘭 Volt。每公斤瓦時越多，電動汽車行駛的距離就越遠。這意味著一輛搭載 Envia 電池的日產 LEAF 可能能夠一次充電 10 美元，行駛聖路易斯和芝加哥之間的 300 英里，而不是今天大約 80 英里的行駛里程。“我們預計 Envia 的下一代鋰離子電池將透過消除大規模普及的三個剩餘障礙：成本、續航里程和安全性，來徹底改變[電動汽車]行業，”庫馬爾在一份宣佈這一突破的宣告中說。“單次充電行駛 300 英里的能力將消除‘里程焦慮’。”