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多家企業(yè)入局，硅負(fù)極產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速
時(shí)間:2021-11-20 15:13來源:電池聯(lián)盟 作者:子蕊
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據(jù)了解，硅基材料是目前已知比容量最高的鋰離子電池負(fù)極材料，理論比容量高達(dá)4200mAh/g，相當(dāng)于石墨的10倍以上。
隨著電池行業(yè)對鋰電池容量需求的不斷增加，越來越多的企業(yè)開始進(jìn)行硅基材料的研發(fā)，帶動(dòng)硅負(fù)極的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程的加快。
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多家企業(yè)進(jìn)軍硅基材料領(lǐng)域
據(jù)電池聯(lián)盟觀察，進(jìn)入2021年以來，已有多家企業(yè)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(fā)布了能量密度高達(dá)210Wh/kg的磷酸鐵鋰產(chǎn)品，表示“公司在磷酸鐵鋰化學(xué)體系中首次成功應(yīng)用了硅負(fù)極材料，實(shí)現(xiàn)了其能量密度大幅提升”。
目前，國軒高科硅基負(fù)極材料項(xiàng)目推進(jìn)順利，已具備5000噸硅碳負(fù)極材料的生產(chǎn)能力。
廣汽埃安
1月初，廣汽埃安發(fā)布了一張新型電池的預(yù)告圖，據(jù)官方介紹，搭載硅負(fù)極電池的車型將擁有1000km的NEDC綜合續(xù)航里程。
4月9日舉辦的廣汽科技日上，這個(gè)基于海綿硅負(fù)極電池技術(shù)的電池產(chǎn)品正式發(fā)布。廣汽稱，這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)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(jìn)一步縮減一半以上。
11月6日，工信部發(fā)布新一輪目錄公告。其中，一輛續(xù)航超1000km的新能源車型備受關(guān)注，那就是廣汽埃安AION LX，公告內(nèi)容顯示，該車型純電續(xù)航里程為1008公里，搭載鎳鈷錳三元鋰電池。工信部公告發(fā)布后，廣汽埃安第一時(shí)間宣布，新款A(yù)ION LX或?qū)⒂瓉碓偕�，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(fā)布了能量密度達(dá)360Wh/kg的150kWh固態(tài)電池。該電池的技術(shù)突破主要來源于“納米級包覆超高鎳正極”、“無機(jī)預(yù)鋰化硅碳負(fù)極”、“原位固化固液電解質(zhì)”三項(xiàng)創(chuàng)新工藝。其中，“無機(jī)預(yù)鋰化硅碳負(fù)極”是指負(fù)極采用硅碳混合材料的同時(shí)，使用預(yù)鋰化技術(shù)，解決其在充放電過程中體積膨脹率較大、循環(huán)壽命不夠、首充效率低（65%-85%）等缺點(diǎn)。
據(jù)悉，搭載該電池包的蔚來ET7 轎車?yán)m(xù)航將超過1000km。蔚來汽車表示，該產(chǎn)品將于2022年第四季度上市，并且是選配產(chǎn)品。
智己
同在1月，智己發(fā)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(shí)代合作的“摻硅補(bǔ)鋰”技術(shù)，單體能量可達(dá)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(jì)劃于2022年上市。
特斯拉
由于圓柱形電池結(jié)構(gòu)件對硅碳負(fù)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(jīng)在石墨負(fù)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(dá)到300Wh/kg。
近日，特斯拉收購了美國電池初創(chuàng)公司SiILion，后者重要的專利“包含硅顆粒的大型電池負(fù)極”，現(xiàn)已轉(zhuǎn)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(fù)極，硅含量為7%；預(yù)計(jì)2024年發(fā)布第三代，硅含量為10%。此前，公司曾發(fā)布第一代硅含量為2%的負(fù)極材料，并在2018年首次應(yīng)用于電池。
另外，據(jù)消息人士稱，之前三星SDI的硅負(fù)極材料一直是由貝特瑞獨(dú)家供貨，如今，前者開始考慮增加供應(yīng)商，從韓國兩家公司采購SiC（碳化硅）。
Group14
7月底，SK Materials表示，計(jì)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(yīng)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(gè)鋰電硅碳負(fù)極材料工廠正式上線。這是該公司計(jì)劃中的第一個(gè)工廠，年產(chǎn)量120噸，可直接替代傳統(tǒng)石墨負(fù)極。
此外，寧德時(shí)代第二代811電池也采用了石墨與少量硅混合制成的負(fù)極。
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硅負(fù)極產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程加速
近日，多家企業(yè)在與投資者互動(dòng)時(shí)透露了其硅負(fù)極的最新進(jìn)展：
杉杉股份表示，公司硅基負(fù)極產(chǎn)品已批量應(yīng)用于3C領(lǐng)域，下游客戶尚未實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用，出貨占比不高。對于提升鋰電池能量密度，負(fù)極方面硅碳負(fù)極產(chǎn)品屬于重要的技術(shù)路徑之一。
翔豐華表示，公司開發(fā)的硅碳負(fù)極材料產(chǎn)品處于中試階段，已具備產(chǎn)業(yè)化條件。后續(xù)若有市場需求，公司將會(huì)根據(jù)客戶需求進(jìn)行相應(yīng)匹配批量生產(chǎn)。
璞泰來表示，公司硅系負(fù)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(chǎn)品研發(fā)；在溧陽亦建立了氧化亞硅中試線。公司第二代硅基產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化已具備基本條件，根據(jù)市場需要會(huì)逐步加大供應(yīng)能力。
石大勝華表示，公司持續(xù)進(jìn)行硅碳負(fù)極材料以及添加劑的研發(fā)，目前已經(jīng)進(jìn)行客戶送樣測試工作，后續(xù)持續(xù)跟蹤客戶數(shù)據(jù)反饋。公司具備一定的硅碳負(fù)極技術(shù)積累，且持續(xù)進(jìn)行了硅碳負(fù)極材料的研發(fā)，已實(shí)現(xiàn)高、中、低端硅碳負(fù)極材料全面布局，在硅碳負(fù)極技術(shù)相對處于較高水平。同時(shí)，公司硅碳負(fù)極材料銷售會(huì)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(fù)極項(xiàng)目的中試工程已完成設(shè)備安裝進(jìn)入試生產(chǎn)前準(zhǔn)備階段。中試為放大試驗(yàn)，產(chǎn)品主要用于下游客戶的應(yīng)用測試，應(yīng)用測試需要累積一定數(shù)量的樣本進(jìn)行數(shù)據(jù)分析與產(chǎn)品優(yōu)化，時(shí)間周期相對較長，然后才能視結(jié)果決定是否進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段，目前階段不產(chǎn)生營收。
硅寶科技2019年建成50噸/年硅碳負(fù)極中試生產(chǎn)線，產(chǎn)品已通過數(shù)家電池廠商測評并實(shí)現(xiàn)小批量供貨。11月10日，該公司發(fā)布公告稱，將在四川彭山經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)設(shè)立全資子公司硅寶科技（眉山）新能源科技有限公司建設(shè)1萬噸/年鋰電池用硅碳負(fù)極材料、4萬噸/年專用粘合劑生產(chǎn)基地、鋰電材料研發(fā)中心。項(xiàng)目計(jì)劃總投資人民幣5.6 億元，其中固定資產(chǎn)投資人民幣4.6億元。
需要指出的是，當(dāng)下硅碳負(fù)極材料仍處于商業(yè)化初期，存在產(chǎn)能稀缺、工藝難度大和成本高等制約因素。預(yù)計(jì)到2025年，國內(nèi)硅碳負(fù)極材料的出貨量有望接近10萬噸。
分析師稱，硅負(fù)極材料的銷售將從2023年開始真正開始。市場研究機(jī)構(gòu) SNE Research則預(yù)計(jì)，到2025年，硅負(fù)極材料的需求預(yù)計(jì)將以70%的復(fù)合年增長率增長。
可以想象，隨著電池技術(shù)的不斷提高，硅碳負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程將不斷提速，或帶來硅負(fù)極材料的成本的降低，由此帶動(dòng)該領(lǐng)域大發(fā)展。
(責(zé)任編輯：子蕊)
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