如果用硅代替阳极中的石墨，你可以在锂离子电池的阳极中注入更多的能量。硅的存储容量大约是它的10倍。

但是在充电过程中硅会膨胀，这会破坏电池内部。石墨几乎不会膨胀，因为在充电过程中，它在一个原子厚的层之间滑动进入的锂离子。这个过程叫做插层（intercalation），不涉及任何化学变化。但它与硅不同：硅和锂结合形成锂硅化物，一种体积庞大的合金。

许多公司正试图通过微调硅片或颗粒的微观结构来解决此问题，通常是通过自下而上的方式来构建。我们（作者，以下简称我）已经写了其中的一些，包括 Sila Nanotechnologies，Enovix，和XNRGI。

现在，新奥尔良的一家初创公司Advano开始采用自上而下的方法，尽快实现规模化。Advano计划只是研磨大块材料，主要是从太阳能电池板中重新利用硅，直到得到足够好的纳米颗粒。

“我们从散装材料开始，缩小尺寸；这就像研磨，而且它是无限可扩展的，”刚刚从隐形模式中脱颖而出的Advano创始人Alexander L.Girau说。“没错，你得到的尺寸分布很广；它不像自下而上的过程那样可控，你从气体或液体开始，然后让它自行组装。同样，这将是一个美丽的，微调材料。但你到底是怎么衡量的？”

规模是材料公司的一切，而材料就是Advano的全部。它不生产电池，甚至阳极，除了用于研究的有限数量。它关注的是硅粒子，它能以吨为单位制造它们。

Girau说：“我们的年生产能力是1吨，我们正在完成一个至少能生产10吨的工厂。我们可以扩大到数千吨。这是我们每天实际生产公斤数的最高产能，这也是客户想要测试的。”

一千吨硅几乎不足以储存5千兆瓦时的锂离子电池。BloombergNEF的一项研究项目显示，到2040年，在车辆和固定装置上安装的电力存储容量将从2018年的17千兆瓦提高到4600千兆瓦。

Advano的主要原料是硅，比如太阳能电池板。它将其加工成硅纳米颗粒，然后将其整合到微米级的碳基体中。化学处理使碳化硅纤维从每个颗粒内部向外生长，在表面形成一种桃子绒毛。绒毛与其他颗粒上的绒毛相连，提供机械支撑。

“它看起来像石墨，我们可以像石墨一样加工，但里面有硅，”Girau说。“我们保护硅表面不被降解。”

电池制造商可以将粉末以不同的浓度引入石墨阳极中。浓度越高，存储容量就越大。

Girau说：“为了更快的充电速度，我们将其“烘焙”得更多，使其更具导电性。”

不同的客户会使用不同的比例，这取决于他们试图优化的规格，以获得绝对容量、循环寿命或安全性。例如，Girau说，如果客户需要电池在不需要冷却的情况下维持1000次充电循环，硅可以占到阳极的15%。但对于某些消费电子领域的应用来说，可能只需要250次充电循环的电池，就可以达到70%的硅含量，甚至更高。

使用全硅阳极本身可以提高40%的存储容量。你还可以通过重新设计阴极和电池的其他部分做得更好。

Advano是一家小公司，只有20名员工，最初募集的资金只有1200万美元，在这个行业并不算多。今年9月，它与日本电池材料公司三井重工（Mitsui）建立了合作关系，三井重工为日本顶级原始设备制造商提供电池材料。