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美国马里兰州国家港口——一家在加利福尼亚州帕洛阿尔托公共图书馆成立的公司，利用政府资金和技术，打造出了有史以来能量密度最高的电池。Envia Systems 公司将在第三届年度能源高级研究计划署 (ARPA-e) 峰会上宣布，其新型锂离子电池组的每克能量密度约为目前电池的两倍 (ARPA-e)。
材料科学家苏吉特·库马尔（Sujeet Kumar），Envia 联合创始人兼首席技术官解释说：“我们实现了每公斤 400 瓦时的能量密度。”“我们已经制造出汽车制造商可以识别和使用的大尺寸 40 安培电芯”——该电芯已通过印第安纳州克兰市海军水面作战中心的独立能量密度测试验证。
借助 ARPA-e 提供的 400 万美元拨款，Envia 的技术建立在阿贡国家实验室的工作基础上，该研究发现，在正极（锂离子聚集的电极）的材料混合物中加入锰，可以实现更高的能量密度。然后，该团队将重点转向负极（锂离子从中流出以产生电流的电极），并通过结合硅以及典型的石墨来提高其性能。
研究人员声称，通过将硅与碳混合，他们已经克服了硅负极的问题，这些问题曾使其他电池无法一次又一次地充电和放电。简而言之，硅会膨胀。“由于体积变化大，它几乎无法持续 10 个循环，”库马尔承认。但是，Envia 团队认为，通过用碳涂层包裹硅，以及交织碳纤维，他们已经克服了这个问题，并且他们的电池已经循环了 400 次——并且还在计数。“即使硅在第一个循环中粉碎，连接性也通过碳纤维保持，”库马尔补充道，尽管这会影响电压。
然后是所谓的“热失控”，这是电池起火燃烧的工程委婉说法——这是基于锂离子技术的高能量密度存储设备长期存在的问题。在汽车中尤其如此，在汽车中，电池必须通过一项测试，即用八毫米的钉子高速穿透电池。Envia 声称其电池通过了该测试。“主要原因是电池电芯更薄，”库马尔说。“散热非常容易，”尽管是否采用空气冷却或液体冷却电池组将由每个汽车制造商自行决定。
在中国 Envia 中心开发的纤薄、高能量密度电池可以将每辆汽车所需的电池数量减少一半。而且电池价格便宜，每千瓦时 125 美元，不到目前电池成本的一半，而电池成本约占电动汽车成本的 65%。但是，除了进一步的独立测试外，Envia 电池现在必须开始由实际汽车制造商进行测试的多年过程。通用汽车是一家投资者，但 Envia 拒绝透露谁对此感兴趣。“我们正在与世界各地所有知名[汽车制造商]合作，”Envia 董事长兼首席执行官阿图尔·卡帕迪亚 (Atul Kapadia) 说。其想法是成立合资企业以协同生产电池，或将该技术许可给现有的合作伙伴。
但是，假设单根钉子不会击垮这项新技术，那么该电池可能会提高电动汽车的续航里程，例如通用汽车的雪佛兰 Volt。每公斤瓦时越多，电动汽车行驶的距离就越远。这意味着一辆搭载 Envia 电池的日产 LEAF 可能能够一次充电 10 美元，行驶圣路易斯和芝加哥之间的 300 英里，而不是今天大约 80 英里的行驶里程。“我们预计 Envia 的下一代锂离子电池将通过消除大规模普及的三个剩余障碍：成本、续航里程和安全性，来彻底改变[电动汽车]行业，”库马尔在一份宣布这一突破的声明中说。“单次充电行驶 300 英里的能力将消除‘里程焦虑’。”