海绵

硅基负极的发展机遇

发布时间:2023/1/26 21:29:01   

一般来说,锂电池负极材料分为碳系材料,以常见的石墨负极为主;另一种则采用非碳系负极材料,有钛基,硅基负极材料等。

硅基负极相比于常见的石墨负极,其受益于硅更高的能量密度(mAh/g),对比石墨负极材料理论克容量上限mAh/g,能存储多达9倍的锂离子,从而大幅提高电池的能量密度。

另外硅基负极不存在析锂隐患,安全性要好于石墨负极,且硅的储量较为丰富,采用这种新型硅负极材料后,新能源车续航里程能够提升20%,同时电池包成本能够降低5%。

相对于传统石墨负极材料,硅基负极材料的充电效率以及循环寿命次数较低,主要原因在于:硅基负极在充电过程中膨胀率可达%,巨大的体积变化容易引起硅颗粒的破碎分化,从而影响电循环性能。目前,相关企业已通过纳米化、氧化亚硅等材料优化手段,或者干电极、预补锂等电池新技术来降低膨胀的负面影响。

近期特斯拉主导的圆柱电池中采用了硅基负极,且相比Model3中电池的5%添加量,电池中硅基负极的添加量预计增加一倍,圆柱电池量产有望带动硅基负极需求。

产业化来看,硅基负极年、年才陆续在消费电池、动力电池铺开,进入产业的时间较短。全球范围来看,国际企业尤其是日企有先发优势,国内硅基发展处于初级阶段,年国内出货量仅0.9万吨,渗透率仅约2.5%。伴随电池量产进程加快及动力电池行业对于高能量密度负极材料需求的增长,硅基负极发展空间较大。

11月8日,特斯拉收购电池初创公司SiILion,该公司拥有一项”包含硅颗粒的大型电池负极“的专利。其实,特斯拉Model3中已使用硅基负极,负极容量提升至mAh/g。

11月8日,广汽发布新车埃安AionLXPlus,续航标注km,刷新纯电动车续航记录,其负极采用海绵硅负极片。

从电池预期放量的节奏来看,特斯拉预计年可实现装车,年后开始起量,宁德时代、松下、亿纬锂能、LG等电池厂商均在电池技术上有产能规划。预计大圆柱电池的量产有望带来硅基负极需求的增长。

预计年国内硅基负极材料出货量将超过1万吨,同比增长50%,同比增速从年不到10%快速增长至年的50%,增速从年开始加快;预计年出货量将达2.2万吨,年至年复合增速46%。



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