1.硅碳材料是极具潜力的新一代高容量锂电负极材料;
硅材料的质量比容量最高可达4200mAh/g,远大于碳材料的372mAh/g, 是目前已知能用于负极材料理论比容最高的材料,且硅材料环境友好、储量丰富、成本较低。
硅基材料具有的极高的比容量,被认为是极有潜力的新一代高容量锂离子电池负极材料,同样硅碳负极材料也存在着诸如充放电时体积膨胀、导电率低等问题。
硅碳材料与其他负极材料性能对比
类型 | 优点 | 缺点 | 发展方向 |
天然石墨 | 技术及配套工艺成熟,成本低 | 比能量已到极限,循环性能及倍率性能较差,安全性能差 | 低成本化,改善循环 |
人造石墨 | 技术及配套供应成熟,循环性能好 | 比能量低,倍率性能较差,安全性能差 | 提高容量、低成本化、降低内阻 |
石墨烯 | 电化学储能性能优异,充电速度快,可提高锂电池的负载能力 | 技术及配套工艺不成熟,成本高 | 低成本化,解决与其他材料的配套问题 |
钛酸锂 | 倍率性能优异,高低温性能优异,循环性能优异,安全性能优异 | 技术及配套工艺不成熟,成本高,能量密度低 | 解决钛酸锂与正极、电解液的匹配问题、提高电池能量密度 |
中间相炭微球 | 技术及配套工艺成熟,倍率性能好,循环性能好 | 比能量低,安全性能较差,成本高 | EV\HEV\电动工具、储能、消费电子类电池 |
硅碳复合材料 | 理论比能量高 | 技术及配套工艺不成熟,成本高,充放电体积变形,导电率低 | 低成本化、解决与其他材料的配套问题 |
2. 主流厂商积极布局硅碳负极
硅碳负极材料在国内的发展处于初期阶段。在国内,贝特瑞、杉杉股份、国轩高科等主流负极厂商都展开了对硅碳负极材料的布局,部分电池企业也有硅碳负极的布局。目前贝特瑞碳硅负极材料已进入特斯拉的供应链(目前国内唯一),为松下的动力电池电芯配套部分负极材料。
目前硅碳负极渗透率仍较低,随着硅碳负极材料价格下降,硅碳负极技术的改进和对电池能量密度要求的提升,硅碳负极装车量有望带动渗透率提升,预计到2023年,全球硅碳负极市场需求可超过8万吨,同时随着安全性能的要求,很多材料厂都在配备对应的电磁磁选设备来提高产品性能和竞争力。
3.硅碳负极材料知名企业
贝特瑞、国轩高科、杉杉股份、江西紫宸、微宏动力、天津力神、东莞凯金、ATL等。