鉅大LARGE | 點擊量：1051次 | 2021年05月07日
硅基負極材料研發成功將鋰電池容量了提高四倍
硅基負極材料研發成功將鋰離子電池容量了提高四倍。硅基材料由于其高電化學容量，被認為是一種非常有發展前途的鋰離子電池負極材料。據悉，硅基負極材料的比容量可達到4200mAh/g，高出石墨負極10倍有余，這讓硅基負極材料很快受到鋰離子電池業界的追捧。
硅基負極材料研發成功將鋰離子電池容量了提高四倍
負極是鋰離子電池四大材料之一。其作為電子載體，性能指標能夠直接影響鋰離子電池的性能，尤其是其膨脹性能影響電芯循環性能、倍率性能影響快充、比容量及首效影響容量等。
據韓媒報道，韓國科學技術研究院研究團隊近日宣布，已成功研發硅基負極材料，用于替代當前電動汽車動力鋰離子電池負極普遍使用的石墨材料。硅基負極助鋰離子電池性能翻倍。
報道稱，試驗結果表明，該硅基負極材料成功將鋰離子電池容量了提高四倍，在500次充電/放電循環中仍能保持穩定，5分鐘內可充電至其全部容量的80%，電動汽車的續航里程預計將新增一倍以上。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
在新能源汽車追求高續航里程的迫切需求下，動力鋰離子電池也在積極尋找新型高能量密度材料。作為提升鋰離子電池能量密度的兩大材料，正極和負極還有較大提升空間。目前主流的石墨電極材料在能量密度方面的發展已接近其理論最大值。硅的理論容量是石墨的10倍以上，且地球儲量高，在鋰離子電池材料應用方面有著巨大的潛力。
鋰離子電池負極從石墨體系到硅基負極將是未來的升級方向。未來，隨著動力鋰電池能量密度要求的提高，硅碳負極搭配高鎳三元材料的體系成為發展趨勢。雖然硅基合金負極材料相對碳負極材料克容量提升效果明顯，但是因為其工藝難度高、生產成本高，且首次充放電效率較低，所以尚未大規模使用。
鋰離子電池硅基負極材料的展望
硅基負極材料鋰離子電池市場空間廣闊在高能量密度發展的路徑之上，動力鋰電池正極采用高鎳三元材料，而負極則配合使用硅基負極材料。未來NCM811和NCA成為動力鋰電池的主流市場。隨著硅基負極制備工藝及鋰離子電池廠商關于高鎳體系掌握的逐步成熟，硅基負極材料未來將迎來較為廣闊的市場。
硅基負極價格目前較高，在26萬元/噸的水平，隨著制造工藝的成熟和技術的革新，加工成本必將逐漸下行，此外，隨著產業的成熟，負極公司也可享受到規模化效應帶來的成本節約。所以我們預測，在未來幾年硅基負極價格將一路走低，并在2020年達到12萬元/噸的單價。
由此可以推算出硅基負極的市場空間，我們認為，市場空間將在2018年加速上升，并在2020年到達17億元的規模。硅基材料以其高的理論比容量而成為下一代鋰離子電池負極材料的理想選擇。
總結：眾所周知，傳統石墨材料價格優勢很明顯。硅基材料產業化后的成本是否能夠與其抗衡，值得關注。未來2-3年，國內硅基負極材料會實現較大規模的導入，國家相關政策也會推進硅基負極材料的產業化。
