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多家企業入局，硅負極產業化進程加速
時間:2021-11-20 15:13來源:電池聯盟 作者:子蕊
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據了解，硅基材料是目前已知比容量最高的鋰離子電池負極材料，理論比容量高達4200mAh/g，相當于石墨的10倍以上。
隨著電池行業對鋰電池容量需求的不斷增加，越來越多的企業開始進行硅基材料的研發，帶動硅負極的產業化進程的加快。
1
多家企業進軍硅基材料領域
據電池聯盟觀察，進入2021年以來，已有多家企業官宣布局硅基材料。
國軒高科
今年1月8日，國軒高科對外發布了能量密度高達210Wh/kg的磷酸鐵鋰產品，表示“公司在磷酸鐵鋰化學體系中首次成功應用了硅負極材料，實現了其能量密度大幅提升”。
目前，國軒高科硅基負極材料項目推進順利，已具備5000噸硅碳負極材料的生產能力。
廣汽埃安
1月初，廣汽埃安發布了一張新型電池的預告圖，據官方介紹，搭載硅負極電池的車型將擁有1000km的NEDC綜合續航里程。
4月9日舉辦的廣汽科技日上，這個基于海綿硅負極電池技術的電池產品正式發布。廣汽稱，這種技術能夠實現鋰離子電池單體電芯體積減小20%，重量減輕14%，未來體積和重量還將進一步縮減一半以上。
11月6日，工信部發布新一輪目錄公告。其中，一輛續航超1000km的新能源車型備受關注，那就是廣汽埃安AION LX，公告內容顯示，該車型純電續航里程為1008公里，搭載鎳鈷錳三元鋰電池。工信部公告發布后，廣汽埃安第一時間宣布，新款AION LX或將迎來再升級，新款車型將在廣州車展亮相。
蔚來
在1月9日舉辦的蔚來NIO DAY上，蔚來汽車發布了能量密度達360Wh/kg的150kWh固態電池。該電池的技術突破主要來源于“納米級包覆超高鎳正極”、“無機預鋰化硅碳負極”、“原位固化固液電解質”三項創新工藝。其中，“無機預鋰化硅碳負極”是指負極采用硅碳混合材料的同時，使用預鋰化技術，解決其在充放電過程中體積膨脹率較大、循環壽命不夠、首充效率低（65%-85%）等缺點。
據悉，搭載該電池包的蔚來ET7 轎車續航將超過1000km。蔚來汽車表示，該產品將于2022年第四季度上市，并且是選配產品。
智己
同在1月，智己發布了其首款車型——智己L7，它的118kWh電池的高配版本，采用了與寧德時代合作的“摻硅補鋰”技術，單體能量可達密度300Wh/kg，且具有20萬公里零衰減和“永不自燃”的特性。
智己汽車透露，118kWh電池的高配版本計劃于2022年上市。
特斯拉
由于圓柱形電池結構件對硅碳負極體積膨脹的抑制效果較好，從Model S 和 Model X 開始，特斯拉就已經在石墨負極中摻雜少量的硅材料。到了Model 3階段，特斯拉使用的21700電池中硅的比例得到提升，能量密度較上一代18650電池提升了約20%，達到300Wh/kg。
近日，特斯拉收購了美國電池初創公司SiILion，后者重要的專利“包含硅顆粒的大型電池負極”，現已轉移到特斯拉名下。
三星SDI
三星SDI今年將推出第二代電池硅基負極，硅含量為7%；預計2024年發布第三代，硅含量為10%。此前，公司曾發布第一代硅含量為2%的負極材料，并在2018年首次應用于電池。
另外，據消息人士稱，之前三星SDI的硅負極材料一直是由貝特瑞獨家供貨，如今，前者開始考慮增加供應商，從韓國兩家公司采購SiC（碳化硅）。
Group14
7月底，SK Materials表示，計劃投資600億韓元（約合3.23億元人民幣）與美國電池材料供應商Group 14成立合資公司，旨在提高電池的能量密度。
8月，Group14宣布其位于華盛頓的首個鋰電硅碳負極材料工廠正式上線。這是該公司計劃中的第一個工廠，年產量120噸，可直接替代傳統石墨負極。
此外，寧德時代第二代811電池也采用了石墨與少量硅混合制成的負極。
2
硅負極產業化進程加速
近日，多家企業在與投資者互動時透露了其硅負極的最新進展：
杉杉股份表示，公司硅基負極產品已批量應用于3C領域，下游客戶尚未實現大規模應用，出貨占比不高。對于提升鋰電池能量密度，負極方面硅碳負極產品屬于重要的技術路徑之一。
翔豐華表示，公司開發的硅碳負極材料產品處于中試階段，已具備產業化條件。后續若有市場需求，公司將會根據客戶需求進行相應匹配批量生產。
璞泰來表示，公司硅系負極最早和中科院在江西紫宸廠房合作建立中試車間，目前已完成第二代產品研發；在溧陽亦建立了氧化亞硅中試線。公司第二代硅基產品產業化已具備基本條件，根據市場需要會逐步加大供應能力。
石大勝華表示，公司持續進行硅碳負極材料以及添加劑的研發，目前已經進行客戶送樣測試工作，后續持續跟蹤客戶數據反饋。公司具備一定的硅碳負極技術積累，且持續進行了硅碳負極材料的研發，已實現高、中、低端硅碳負極材料全面布局，在硅碳負極技術相對處于較高水平。同時，公司硅碳負極材料銷售會借助海外電解液溶劑的銷售渠道。
新安股份表示，公司碳化硅負極項目的中試工程已完成設備安裝進入試生產前準備階段。中試為放大試驗，產品主要用于下游客戶的應用測試，應用測試需要累積一定數量的樣本進行數據分析與產品優化，時間周期相對較長，然后才能視結果決定是否進入產業化階段，目前階段不產生營收。
硅寶科技2019年建成50噸/年硅碳負極中試生產線，產品已通過數家電池廠商測評并實現小批量供貨。11月10日，該公司發布公告稱，將在四川彭山經濟開發區設立全資子公司硅寶科技（眉山）新能源科技有限公司建設1萬噸/年鋰電池用硅碳負極材料、4萬噸/年專用粘合劑生產基地、鋰電材料研發中心。項目計劃總投資人民幣5.6 億元，其中固定資產投資人民幣4.6億元。
需要指出的是，當下硅碳負極材料仍處于商業化初期，存在產能稀缺、工藝難度大和成本高等制約因素。預計到2025年，國內硅碳負極材料的出貨量有望接近10萬噸。
分析師稱，硅負極材料的銷售將從2023年開始真正開始。市場研究機構 SNE Research則預計，到2025年，硅負極材料的需求預計將以70%的復合年增長率增長。
可以想象，隨著電池技術的不斷提高，硅碳負極材料的產業化進程將不斷提速，或帶來硅負極材料的成本的降低，由此帶動該領域大發展。
(責任編輯：子蕊)
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