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多家企业入局，硅负极产业化进程加速

时间:2021-11-20 15:13来源:电池联盟 作者:子蕊
点击: 次
据了解，硅基材料是目前已知比容量最高的锂离子电池负极材料，理论比容量高达4200mAh/g，相当于石墨的10倍以上。
 
随着电池行业对锂电池容量需求的不断增加，越来越多的企业开始进行硅基材料的研发，带动硅负极的产业化进程的加快。
 
1
 
多家企业进军硅基材料领域
 
据电池联盟观察，进入2021年以来，已有多家企业官宣布局硅基材料。
 
国轩高科
 
今年1月8日，国轩高科对外发布了能量密度高达210Wh/kg的磷酸铁锂产品，表示“公司在磷酸铁锂化学体系中首次成功应用了硅负极材料，实现了其能量密度大幅提升”。
 
目前，国轩高科硅基负极材料项目推进顺利，已具备5000吨硅碳负极材料的生产能力。
 
广汽埃安
 
1月初，广汽埃安发布了一张新型电池的预告图，据官方介绍，搭载硅负极电池的车型将拥有1000km的NEDC综合续航里程。
 
4月9日举办的广汽科技日上，这个基于海绵硅负极电池技术的电池产品正式发布。广汽称，这种技术能够实现锂离子电池单体电芯体积减小20%，重量减轻14%，未来体积和重量还将进一步缩减一半以上。
 
11月6日，工信部发布新一轮目录公告。其中，一辆续航超1000km的新能源车型备受关注，那就是广汽埃安AION LX，公告内容显示，该车型纯电续航里程为1008公里，搭载镍钴锰三元锂电池。工信部公告发布后，广汽埃安第一时间宣布，新款AION LX或将迎来再升级，新款车型将在广州车展亮相。
 
蔚来
 
在1月9日举办的蔚来NIO DAY上，蔚来汽车发布了能量密度达360Wh/kg的150kWh固态电池。该电池的技术突破主要来源于“纳米级包覆超高镍正极”、“无机预锂化硅碳负极”、“原位固化固液电解质”三项创新工艺。其中，“无机预锂化硅碳负极”是指负极采用硅碳混合材料的同时，使用预锂化技术，解决其在充放电过程中体积膨胀率较大、循环寿命不够、首充效率低（65%-85%）等缺点。
 
据悉，搭载该电池包的蔚来ET7 轿车续航将超过1000km。蔚来汽车表示，该产品将于2022年第四季度上市，并且是选配产品。
 
智己
 
同在1月，智己发布了其首款车型——智己L7，它的118kWh电池的高配版本，采用了与宁德时代合作的“掺硅补锂”技术，单体能量可达密度300Wh/kg，且具有20万公里零衰减和“永不自燃”的特性。
 
智己汽车透露，118kWh电池的高配版本计划于2022年上市。
 
特斯拉
 
由于圆柱形电池结构件对硅碳负极体积膨胀的抑制效果较好，从Model S 和 Model X 开始，特斯拉就已经在石墨负极中掺杂少量的硅材料。到了Model 3阶段，特斯拉使用的21700电池中硅的比例得到提升，能量密度较上一代18650电池提升了约20%，达到300Wh/kg。
 
近日，特斯拉收购了美国电池初创公司SiILion，后者重要的专利“包含硅颗粒的大型电池负极”，现已转移到特斯拉名下。 
 
三星SDI
 
三星SDI今年将推出第二代电池硅基负极，硅含量为7%；预计2024年发布第三代，硅含量为10%。此前，公司曾发布第一代硅含量为2%的负极材料，并在2018年首次应用于电池。
 
另外，据消息人士称，之前三星SDI的硅负极材料一直是由贝特瑞独家供货，如今，前者开始考虑增加供应商，从韩国两家公司采购SiC（碳化硅）。
 
Group14
 
7月底，SK Materials表示，计划投资600亿韩元（约合3.23亿元人民币）与美国电池材料供应商Group 14成立合资公司，旨在提高电池的能量密度。
 
8月，Group14宣布其位于华盛顿的首个锂电硅碳负极材料工厂正式上线。这是该公司计划中的第一个工厂，年产量120吨，可直接替代传统石墨负极。
 
此外，宁德时代第二代811电池也采用了石墨与少量硅混合制成的负极。
 
2
 
硅负极产业化进程加速
 
近日，多家企业在与投资者互动时透露了其硅负极的最新进展：
 
杉杉股份表示，公司硅基负极产品已批量应用于3C领域，下游客户尚未实现大规模应用，出货占比不高。对于提升锂电池能量密度，负极方面硅碳负极产品属于重要的技术路径之一。
 
翔丰华表示，公司开发的硅碳负极材料产品处于中试阶段，已具备产业化条件。后续若有市场需求，公司将会根据客户需求进行相应匹配批量生产。
 
璞泰来表示，公司硅系负极最早和中科院在江西紫宸厂房合作建立中试车间，目前已完成第二代产品研发；在溧阳亦建立了氧化亚硅中试线。公司第二代硅基产品产业化已具备基本条件，根据市场需要会逐步加大供应能力。
 
石大胜华表示，公司持续进行硅碳负极材料以及添加剂的研发，目前已经进行客户送样测试工作，后续持续跟踪客户数据反馈。公司具备一定的硅碳负极技术积累，且持续进行了硅碳负极材料的研发，已实现高、中、低端硅碳负极材料全面布局，在硅碳负极技术相对处于较高水平。同时，公司硅碳负极材料销售会借助海外电解液溶剂的销售渠道。
 
新安股份表示，公司碳化硅负极项目的中试工程已完成设备安装进入试生产前准备阶段。中试为放大试验，产品主要用于下游客户的应用测试，应用测试需要累积一定数量的样本进行数据分析与产品优化，时间周期相对较长，然后才能视结果决定是否进入产业化阶段，目前阶段不产生营收。
 
硅宝科技2019年建成50吨/年硅碳负极中试生产线，产品已通过数家电池厂商测评并实现小批量供货。11月10日，该公司发布公告称，将在四川彭山经济开发区设立全资子公司硅宝科技（眉山）新能源科技有限公司建设1万吨/年锂电池用硅碳负极材料、4万吨/年专用粘合剂生产基地、锂电材料研发中心。项目计划总投资人民币5.6 亿元，其中固定资产投资人民币4.6亿元。
 
需要指出的是，当下硅碳负极材料仍处于商业化初期，存在产能稀缺、工艺难度大和成本高等制约因素。预计到2025年，国内硅碳负极材料的出货量有望接近10万吨。
 
分析师称，硅负极材料的销售将从2023年开始真正开始。市场研究机构 SNE Research则预计，到2025年，硅负极材料的需求预计将以70%的复合年增长率增长。
 
可以想象，随着电池技术的不断提高，硅碳负极材料的产业化进程将不断提速，或带来硅负极材料的成本的降低，由此带动该领域大发展。
 
(责任编辑：子蕊)
文章标签： 电池 硅负极
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