硅基負極材料研發(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，被認為是一種非常有發(fā)展前途的鋰離子電池負極材料。據(jù)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電池業(yè)界的追捧。

硅基負極材料研發(fā)成功將鋰電池容量了提高四倍

負極是鋰電池四大材料之一。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)研究院研究團隊近日宣布，已成功研發(fā)硅基負極材料，用于替代當(dāng)前電動車動力鋰電池負極普遍使用的石墨材料。硅基負極助鋰電池性能翻倍。

報道稱，試驗結(jié)果表明，該硅基負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(fā)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(chǎn)成本高，且首次充放電效率較低，所以尚未大規(guī)模使用。

鋰電池硅基負極材料的展望

硅基負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，而負極則配合使用硅基負極材料。未來NCM811和NCA成為動力電池的主流市場。隨著硅基負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(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，負極企業(yè)也可享受到規(guī)?；?yīng)帶來的成本節(jié)約。所以我們預(yù)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年加速增長，并在2020年到達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)政策也會推進硅基負極材料的產(chǎn)業(yè)化。