美国军方刚刚批准了对一种新型硅基电池，Nanograph公司的氧化硅石墨烯（SOG）电池的资助，使其进入了商业化阶段。

为此，他们签订了价值1500万美元的合同，使投资总额达到约4500万美元。

但为什么要推动这种电池呢？

SOG电池不仅仅是锂电池的升级版，它的用途也相对的广泛，小到手机，大到电动汽车都有应用潜力。

只是由于该电池还处于初始阶段，所以暂时只能作为，如收音机和其它小型设备中的战术通用电池。

那么，SOG电池牛在哪里？为什么要投资氧化硅和石墨烯？它是否会成为下一代引人注目的电池呢？

可以说，今天的锂电池很棒，但人们对能源的需求意味着我们需要找到能量密度更高、更安全、更经济的方式来实现这一目标。

而急切需要找到这个目标的人，那就是美军！什么原因呢？

因为世界上80%的锂电池都是由中国制造的，出于经济和战略原因，美军不想再依赖中国来满足其电池需求了。

科技战略的今天，无论哪国的士兵都离不开电子设备。

既然是电子设备，那就需要电池，所以这些士兵配备的设备中电池占据了很大的比例。

而且一般的电池都很重，因此，找到更耐用的电池就意味着士兵们可以减少携带电池的数量，或者寻找更轻的电池以减轻负担。

总而言之，找到一种不仅性能更好，而且是美国制造的电池对于美军来说乃是当务之急。

因此，Nanograph公司的氧化硅石墨烯电池就成了他们的希望。

据称，SOG电池结合了氧化物阳极与他们专有的图形支架，这是一种原子级的超薄材料。

这种电池比竞争对手轻15%，寿命延长15%，听起来并不多，但对于野外作业的人来说，这可能就是生与死的区别。

Nanograph公司表示，他们的电池可以让使用时间增加最多20%，播放音乐或视频的时间延长50%，这比普通的锂离子电池要好。

而且，就像其它的硅基电池一样，这种电池的充电速度非常快，是标准锂离子电池的10倍。

那么，什么是SOG电池，它是如何工作的呢？

要解释这一切，我们必须谈谈它的四种关键特性：石墨、锂、硅和石墨烯。

SOG电池使用的是石墨烯支架系统来容纳和保护负极中的硅纳米粒子的。

我们常用的锂电池里，有个叫阳极（也就是放电时会失去电子的那个部分）的东西，它通常是用石墨做的。

石墨做阳极真的很棒！它便宜、轻便、耐用，而且存电和放电的能力都很强。

这是因为石墨的结构像一层层叠起来的饼干，中间有很多小缝隙，正好可以让锂离子钻进去储存起来。

不过，Nanograph公司还想让电池变得更好，所以他们想到了用硅来做阳极。

硅这个材料真的很厉害！

它存锂离子的能力超强，一个硅原子就能“吃掉”四个锂离子，这比石墨厉害多了。

如果用硅做阳极，电池的效率和存电能力都会大大的提升，效率最高能达24倍，存电能力也能多出近10倍！

但是，硅也不是没有缺点的。

因为硅存了太多锂离子，它就会变得又胖又扭曲，就像吹气球吹过了头一样。

这样就会产生很大的压力，可能会很快就把电池搞坏了。

还有，硅和电池里的电解液也不太对付，它们会形成一种奇怪的东西，叫做Sei层，这个层会挡住硅的表面，让电池的效率变低。

那么，有没有什么办法能让硅的这些缺点不那么明显呢？

答案就是使用石墨烯。

石墨烯是从普通石墨中提炼出的一种神奇材料，它的特殊晶体结构也让它变得非常稀有。

石墨烯的原子排列得像蜂窝一样，尽管它薄得只有一个原子那么厚，但它的强度却是钢的200倍。

而且，石墨烯还超级轻，它是继铜之后，导电和导热性能都非常出色的材料之一。

石墨烯的导电能力特别强，就像是电子行驶的高速公路。

但是，电池的工作不仅仅是让离子传递过去，还需要能够存储这些离子。

在这方面，石墨烯需要一点帮助，所以Nanograph公司引入了硅。

并且，加入石墨烯后，硅变得更坚固了，还能保持有序地膨胀。

这就是SOG电池的工作原理：它结合了石墨烯和硅的优点，打造出了一种既高效又耐用的新型电池。

SOG电池虽然具有诸多优势，但并非没有缺陷。

虽然，这种用比钢更坚固的神奇材料制成的电池，导电性比铜还要强，同时又尽可能地薄。

但是，它的成本相当高，这也是一个根本忽视不了的问题。

石墨烯，这种已经存在20年的材料，其发明者因此获得了诺贝尔奖。

不过，虽然石墨烯有着巨大的潜力，但因为制造起来既难又费工，所以它还没能完全展现自己的实力。

要做出高质量的石墨烯，得用上复杂或者很贵的设备，这会导致供应链上的一系列问题，最终让电池产品的成本变得更高。

因此，大量的实验性石墨烯制造技术应运而生。

这些技术包括使用激光从石墨中剥离石墨烯薄片，利用细菌将石墨烯氧化物转化为真正的石墨烯，以及加热植物油或使用葡萄糖和果糖等日常糖类来帮助合成石墨烯。

可惜的是，这些技术都还没有达到大规模商业化的程度。

另外，你知道吗？天然石墨烯是最近才被找到的，但人们实际用的石墨烯都是人造的。

石墨虽然不贵，但是要把石墨变成有价格优势的石墨烯，需要花很多人力、时间和技术，这些成本都很高，所以石墨烯很贵，也很难广泛应用。

当然，Nanograph公司也意识到了这一点，并正在尽力解决这方面的问题。

Nanograph公司在做电池时，想做得更大更好，他们说可以用更便宜、更简单的传统电池技术来做材料，而不用那种贵的硅制造技术，比如气相沉积。

但是呢，考虑到SOG电池的一些不足，Nanograph公司的SOG电池技术到底行不行，还是个让人担心的问题。

不过，Nanograph公司已经开始大量生产m38 18650电池，并声称它们已通过所有标准和安全检查。

最近，Nanograph公司获得了美国能源部提供的6000万美元资金，用于改造弗林特的别克城工厂，使其成为世界上最大的硅电池厂之一。

该工厂将主要生产电动汽车电池，并据称每年将生产2500吨硅基阳极。