硅基負(fù)極產(chǎn)業(yè)化提速

應(yīng)用端對硅基負(fù)極有著迫切的期待，作為與安全性更高的大圓柱相適配的負(fù)極材料，隨著大圓柱電池“風(fēng)起”，硅基負(fù)極有望在2023年迎來增長拐點(diǎn)。

開年來，動(dòng)力電池行業(yè)集體抱著新期待奮進(jìn)。而作為動(dòng)力電池在材料體系方面的重要技術(shù)突破點(diǎn)，硅基負(fù)極有望在2023年起量。

近期，業(yè)內(nèi)硅基負(fù)極項(xiàng)目動(dòng)態(tài)不斷。

杉杉股份旗下寧波年產(chǎn)4萬噸硅基負(fù)極材料一體化項(xiàng)目開工。

上海拓米年產(chǎn)360噸硅納米線負(fù)極材料項(xiàng)目落地浙江蘭溪，預(yù)計(jì)總投資10億元。

科創(chuàng)新材擬投資建設(shè)年產(chǎn)6000噸碳化硅復(fù)合材料生產(chǎn)線，項(xiàng)目總投資為1.3億元。

相比于“碳”，“硅”在負(fù)極領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢在于承載與脫嵌鋰離子的能力更強(qiáng)，這一特性可以大幅提升電池能量密度。但落到規(guī)模量產(chǎn)，硅基負(fù)極發(fā)展至今，仍存在產(chǎn)業(yè)化難點(diǎn)。硅顆粒在脫嵌鋰時(shí)會(huì)伴隨著體積膨脹和收縮，導(dǎo)致顆粒粉化、脫落，造成結(jié)構(gòu)坍塌。

針對對此，業(yè)界主要存在三條技術(shù)路徑，一是減小體積，納米化硅顆粒；二是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，例如硅薄膜、硅納米線，從結(jié)構(gòu)上對沖體積膨脹變化，三是復(fù)合材料，例如通過以碳為基，包覆氧化亞硅。目前，第三種為業(yè)內(nèi)較為成熟方式。

事實(shí)上，在應(yīng)用方面，硅基負(fù)極的身影在電池產(chǎn)品中出現(xiàn)的次數(shù)越來越頻繁。

被美國《時(shí)代》周刊評選為2022年度最佳發(fā)明的寧德時(shí)代麒麟電池，便是通過使用硅基負(fù)極為其高能量密度奠基，搭載麒麟電池的極氪009已創(chuàng)下中大型MPV 822公里的純電續(xù)航全球紀(jì)錄。

國軒高科開年后透露，預(yù)計(jì)在2023年批量交付的半固態(tài)電池已使用硅負(fù)極，已實(shí)現(xiàn)單體能量密度達(dá)360Wh/kg。

欣旺達(dá)300Wh/kg電芯產(chǎn)品已使用硅基負(fù)極并在電解液中搭配使用硅負(fù)極成膜劑。

此外，2022年末，蜂巢能源在電池日上發(fā)布為高能量密度電池提出納米網(wǎng)硅負(fù)極技術(shù)方案。蜂巢能源為此自主開發(fā)了筑網(wǎng)束硅技術(shù)、硅碳融合技術(shù)、雙層包覆技術(shù)。

蜂巢能源預(yù)計(jì)，納米網(wǎng)硅負(fù)極搭配高鎳正極將率先在大圓柱電芯上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)能量密度≥300Wh/kg。在產(chǎn)能規(guī)劃上，蜂巢能源表示，公司到2025年搭配納米網(wǎng)硅負(fù)極的高能量密度電芯產(chǎn)能將達(dá)到 5GWh。

可以明確的是，應(yīng)用端對硅基負(fù)極有著迫切的期待。尤其是當(dāng)電池結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更大，在一定程度上可抵抗硅基負(fù)極的膨脹、保證安全的可能性更高時(shí)，應(yīng)用硅基負(fù)極可直接實(shí)現(xiàn)電池能量密度的飛躍。

立足于當(dāng)下，硅基負(fù)極產(chǎn)業(yè)化不斷成熟，企業(yè)相繼布局硅基負(fù)極產(chǎn)能。隨著大圓柱電池“風(fēng)起”，作為與安全性更高的大圓柱電池相適配的負(fù)極材料，硅基負(fù)極有望在2023年迎來增長拐點(diǎn)。

此外，硅基負(fù)極產(chǎn)業(yè)化推動(dòng)的進(jìn)步意義將延伸至動(dòng)力電池的未來。目前，行業(yè)仍在對具備“本征安全”的固態(tài)電池探索之路上。可以預(yù)見，當(dāng)固態(tài)電池進(jìn)展加速，硅基負(fù)極將迎來屬于自己的全新時(shí)代。

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