為了理解安普瑞斯公司的技術，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。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）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，因為它的化學結構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構。據孫康介紹，這種設計中含有不到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商用的公司之一，只不過它的產量還很小。特斯拉的含硅電池則標志著這項技術將首次更大范圍地應用到電動汽車上。

　　安普瑞斯公司已經把它的電池賣給了商用無人機以及一些電子產品和軍事設備的制造商，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。這種結構在電池充放電時，能更好地抵抗膨脹效果。

　　理論上，這種技術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。

　　孫康指出，安普瑞斯公司目前生產的含硅鋰電池的能量密度為700瓦時每升，經過進一步努力，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。