硅基負(fù)極材料研發(fā)成功將鋰電池容量了提高四倍

來源：存能電氣  日期：2020-03-06 10:44  瀏覽量：次

硅基負(fù)極材料研發(fā)成功將鋰電池容量了提高四倍。硅基材料由于其高電化學(xué)容量，被認(rèn)為是一種非常有發(fā)展前途的鋰離子電池負(fù)極材料。據(jù)悉，硅基負(fù)極材料的比容量可達(dá)到4200mAh/g，高出石墨負(fù)極10倍有余，這讓硅基負(fù)極材料很快受到鋰電池業(yè)界的追捧。

硅基負(fù)極材料研發(fā)成功將鋰電池容量了提高四倍

負(fù)極是鋰電池四大材料之一。其作為電子載體，性能指標(biāo)能夠直接影響鋰電池的性能，尤其是其膨脹性能影響電芯循環(huán)性能、倍率性能影響快充、比容量及首效影響容量等。

據(jù)韓媒報道，韓國科學(xué)技術(shù)研究院研究團(tuán)隊近日宣布，已成功研發(fā)硅基負(fù)極材料，用于替代當(dāng)前電動車動力鋰電池負(fù)極普遍使用的石墨材料。硅基負(fù)極助鋰電池性能翻倍。

報道稱，試驗結(jié)果表明，該硅基負(fù)極材料成功將鋰電池容量了提高四倍，在500次充電/放電循環(huán)中仍能保持穩(wěn)定，5分鐘內(nèi)可充電至其全部容量的80%，電動車的續(xù)航里程預(yù)計將增加一倍以上。

在新能源汽車追求高續(xù)航里程的迫切需求下，動力鋰電池也在積極尋找新型高能量密度材料。作為提升鋰電池能量密度的兩大材料，正極和負(fù)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(fā)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，在鋰電池材料應(yīng)用方面有著巨大的潛力。

鋰電池負(fù)極從石墨體系到硅基負(fù)極將是未來的升級方向。未來，隨著動力電池能量密度要求的提高，硅碳負(fù)極搭配高鎳三元材料的體系成為發(fā)展趨勢。雖然硅基合金負(fù)極材料相對碳負(fù)極材料克容量提升效果明顯，但是因為其工藝難度高、生產(chǎn)成本高，且首次充放電效率較低，所以尚未大規(guī)模使用。

鋰電池硅基負(fù)極材料的展望

硅基負(fù)極材料鋰電池市場空間廣闊在高能量密度發(fā)展的路徑之上，動力電池正極采用高鎳三元材料，而負(fù)極則配合使用硅基負(fù)極材料。未來NCM811和NCA成為動力電池的主流市場。隨著硅基負(fù)極制備工藝及鋰電池廠商對于高鎳體系掌握的逐步成熟，硅基負(fù)極材料未來將迎來較為廣闊的市場。

硅基負(fù)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(shù)的革新，加工成本必將逐漸下行，此外，隨著產(chǎn)業(yè)的成熟，負(fù)極企業(yè)也可享受到規(guī)模化效應(yīng)帶來的成本節(jié)約。所以我們預(yù)測，在未來幾年硅基負(fù)極價格將一路走低，并在2020年達(dá)到12萬元/噸的單價。

由此可以推算出硅基負(fù)極的市場空間，我們認(rèn)為，市場空間將在2018年加速增長，并在2020年到達(dá)17億元的規(guī)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(fù)極材料的理想選擇。

總結(jié)：眾所周知，傳統(tǒng)石墨材料價格優(yōu)勢很明顯。硅基材料產(chǎn)業(yè)化后的成本是否能夠與其抗衡，值得關(guān)注。未來2-3年，國內(nèi)硅基負(fù)極材料會實現(xiàn)較大規(guī)模的導(dǎo)入，國家相關(guān)政策也會推進(jìn)硅基負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)化。