为了理解安普瑞斯公司的技术，我们首先来看看电池的基本组成部分。一块电池是由正负两个电极组成的，中间是让电荷通过的介质。当一块锂电池在充电或放电时，锂离子就会在正负电极之间来回移动。

　　智能手机和笔记本电脑所使用的标准锂电池，一般用石墨作为负极，用氧化锂聚合物作为正极。当充电时，正极生成的锂离子运动到负极，嵌入负极碳层的微孔中，此时负极基本上充当了锂离子的“房东”。

　　很多电池厂商想在电池负极的石墨混合物中加入小量的硅，加入量约为1%至5%。特斯拉CEO埃隆·马斯克表示，特斯拉的锂电池（大概利用了日本松下公司的技术）仍然主要使用石墨作为负极材料，但随着时间的推移，将会增加硅的用量。

　　硅能有助于电池储存更多的能源，因为它的化学结构能够在充电时保留住更多的锂原子。美国劳伦斯伯克力国家实验室的科学家刘皋（音译）领导着一支硅电池材料的研发团队，他对我打了个比方：当电池充电时，负极就像是一个盛着锂离子或能源的袋子。和石墨相比，硅能提供一个更大的“袋子”，可以装下更多的锂离子，也就是更多的能源。

　　但含硅电池的一个大问题是硅会膨胀，在充电时有可能破坏负极。这就好比一个袋子装满了沙子，而每粒沙子在充电时都会膨胀四倍，从而会导致袋子裂开。因此，刘皋等科学家正在研制新型的粘合材料，使硅颗粒即使膨胀，也能将它们约束住。

　　安普瑞斯公司的核心创新之一，就是利用纳米科技创造一种能够与石墨混合的硅结构。据孙康介绍，这种设计中含有不到10%的硅，它能使负极存储的能源达到普通锂电池的一倍。

　　该公司于2013年年末首次将含有这种技术的锂离子电池卖给了亚洲的智能手机制造商，它也由此成为首批将含硅电池技术商用的公司之一，只不过它的产量还很小。特斯拉的含硅电池则标志着这项技术将首次更大范围地应用到电动汽车上。

　　安普瑞斯公司已经把它的电池卖给了商用无人机以及一些电子产品和军事设备的制造商，就连美国国家航空航天局也是它的客户。亟需更长续航时间的客户愿意为这些电池付更高的价格。比如，一家高端无人机制造商就愿意为这些电池支付高价，以使其无人机的飞行时间增加25%。

　　安普瑞斯公司还在研制一种用硅纳米丝制成的更先进的负极材料。这种结构在电池充放电时，能更好地抵抗膨胀效果。

　　理论上，这种技术要依赖硅作为大部分甚至全部的负极材料。它的能量密度（也就是相同体积中存储的能量值）甚至能达到普通锂电池的6倍。虽然安普瑞斯公司目前尚未将该理念商业化，不过孙康表示，该公司将于今年年底进行试生产。

　　孙康指出，安普瑞斯公司目前生产的含硅锂电池的能量密度为700瓦时每升，经过进一步努力，很快可以达到750瓦时每升。在实验中，纳米丝技术的能量密度可达940瓦时每升。目前市场上标准的锂离子电池的能量密度约为300到400瓦时每升。