硅碳負(fù)極材料成為不少鋰電池材料企業(yè)必爭高地

來源：存能電氣  日期：2020-10-16 09:57  瀏覽量：次

硅碳負(fù)極材料成為不少鋰電池材料企業(yè)必爭高地。負(fù)極材料是鋰電池的重要組成部分，直接影響著電池的能量密度、循環(huán)壽命和安全性能等關(guān)鍵指標(biāo)。傳統(tǒng)鋰電池的石墨負(fù)極已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有需求，硅基材料負(fù)極由于豐富的儲量和超高的理論比容量正逐漸成為電池企業(yè)和鋰電材料商改善負(fù)極的最優(yōu)先選擇，是最具潛力的下一代鋰電池負(fù)極材料之一。

硅碳負(fù)極材料成為不少鋰電池材料企業(yè)必爭高地

硅材料的質(zhì)量比容量比最高可達4200mAh/g，遠大于碳材料的372mAh/g，是目前已知能用于負(fù)極理論比容最高的材料。并且硅材料環(huán)境友好、儲量豐富、成本較低。但是硅負(fù)極材料存在的問題有循環(huán)壽命低、體積變化大、持續(xù)產(chǎn)生SEI膜，而硅碳負(fù)極材料可以有效改善這些問題，所以硅碳負(fù)極材料是未來負(fù)極材料的發(fā)展重點無疑。

鋰電池負(fù)極材料產(chǎn)量的大幅增長，主要受國內(nèi)動力電池需求的影響，具體產(chǎn)品主要表現(xiàn)人造石墨負(fù)極材料的增長。據(jù)了解，石墨類負(fù)極材料的理論比容量為372mAh/g，市面上性能較好的石墨負(fù)極材料已經(jīng)能達到360mAh/g。與石墨負(fù)極材料相比，硅基負(fù)極材料的能量密度優(yōu)勢明顯。而硅負(fù)極的理論能量密度達到石墨負(fù)極的10倍以上，高達4200mAh/g。

作為新型鋰電池負(fù)極材料，硅碳負(fù)極對于提升電池能量密度能發(fā)揮比當(dāng)前石墨負(fù)極更顯著功效。硅碳負(fù)極的應(yīng)用，可以提升電池中活性物質(zhì)含量，從而大大提升單體電芯的容量。據(jù)預(yù)測，2020年硅碳負(fù)極材料市場空間50億左右，同時市場集中度將非常高。

硅碳負(fù)極作為新型鋰電池負(fù)極材料，在提升電池能量密度方面比當(dāng)前石墨負(fù)極更高效。但是由于其在應(yīng)用方面存在較高壁壘，所以在國內(nèi)還處于產(chǎn)業(yè)化前期。國外方面，松下已經(jīng)實現(xiàn)含硅碳負(fù)極材料的18650電池的量產(chǎn)，而特斯拉已經(jīng)將硅碳負(fù)極應(yīng)用于車用動力電池，硅碳負(fù)極材料應(yīng)用前景越來越光明，未來硅碳負(fù)極材料很可能成為負(fù)極材料中的佼佼者。

硅碳負(fù)極具有非常廣闊的市場空間

隨著新能源汽車在實際應(yīng)用中對續(xù)航里程要求的不斷提高，目前的材料體系明顯已無法滿足現(xiàn)實需求，研發(fā)新型高能量高性能材料迫在眉睫。目前，硅基材料已成為電池企業(yè)和鋰電材料商改善負(fù)極的最優(yōu)先選擇。現(xiàn)狀是發(fā)展大部分材料商都展開了對硅碳復(fù)合材料做負(fù)極材料的研究和生產(chǎn)，大多數(shù)材料商仍處于研發(fā)之中。

負(fù)極材料技術(shù)相對比較成熟，且其集中度較高，產(chǎn)能由日本向中國轉(zhuǎn)移比較明顯。目前負(fù)極材料以碳素材料為主，占鋰電池成本較低，在國內(nèi)基本全面實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。從區(qū)域看，中國和日本是全球主要的產(chǎn)銷國，動力電池企業(yè)采購負(fù)極主要來自于日本企業(yè)。

近幾年，隨著中國生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，中國又是負(fù)極材料原料的主要產(chǎn)地，鋰電負(fù)極產(chǎn)業(yè)不斷向中國轉(zhuǎn)移，市場占有率不斷提高。硅碳負(fù)極材料是未來鋰電池負(fù)極材料最具應(yīng)用潛力的，可見硅碳負(fù)極材料的市場容量有多大，這也解釋了目前為何有眾多企業(yè)和研究單位布局硅碳負(fù)極材料。

目前行業(yè)中硅碳負(fù)極尚未形成廣泛推廣的成熟方案，主流的電池生產(chǎn)企業(yè)對于硅碳負(fù)極的使用，主要以摻雜形式，且各個企業(yè)摻雜比例也存在差異。參考當(dāng)前硅碳負(fù)極材料市場售價水平，我們按照負(fù)極材料中摻雜10%左右的硅碳負(fù)極，預(yù)測未來3~5年隨著滲透率提升，硅碳負(fù)極可擁有的市場空間大約為100億左右。

硅碳材料作為高倍率、高能量型新材料是目前最具備產(chǎn)業(yè)化的首選材料，同時硅碳材料也是目前最具商業(yè)化的高能量密度新型負(fù)極材料，在未來二到三年內(nèi)也必將迎來大爆發(fā)，行業(yè)前景廣闊。預(yù)計硅碳材料行業(yè)即將開始真正大面積登上鋰電池負(fù)極材料大舞臺，未來必會逐步替代現(xiàn)有的石墨類材料。