硅碳負(fù)極材料成為不少鋰電池材料企業(yè)必爭(zhēng)高地

來(lái)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(zhēng)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(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)有需求，硅基材料負(fù)極由于豐富的儲(chǔ)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(zhēng)高地

硅材料的質(zhì)量比容量比最高可達(dá)4200mAh/g，遠(yuǎn)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(chǔ)量豐富、成本較低。但是硅負(fù)極材料存在的問(wèn)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(wèn)題，所以硅碳負(fù)極材料是未來(lái)負(fù)極材料的發(fā)展重點(diǎn)無(wú)疑。

鋰電池負(fù)極材料產(chǎn)量的大幅增長(zhǎng)，主要受?chē)?guó)內(nèi)動(dòng)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(zhǎng)。據(jù)了解，石墨類(lèi)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(dá)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(shì)明顯。而硅負(fù)極的理論能量密度達(dá)到石墨負(fù)極的10倍以上，高達(dá)4200mAh/g。

作為新型鋰電池負(fù)極材料，硅碳負(fù)極對(duì)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(cè)，2020年硅碳負(fù)極材料市場(chǎng)空間50億左右，同時(shí)市場(chǎng)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(guó)內(nèi)還處于產(chǎn)業(yè)化前期。國(guó)外方面，松下已經(jīng)實(shí)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(chē)用動(dòng)力電池，硅碳負(fù)極材料應(yīng)用前景越來(lái)越光明，未來(lái)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(chǎng)空間

隨著新能源汽車(chē)在實(shí)際應(yīng)用中對(duì)續(xù)航里程要求的不斷提高，目前的材料體系明顯已無(wú)法滿(mǎn)足現(xiàn)實(shí)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?，F(xiàn)狀是發(fā)展大部分材料商都展開(kāi)了對(duì)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(duì)比較成熟，且其集中度較高，產(chǎn)能由日本向中國(guó)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(guó)內(nèi)基本全面實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。從區(qū)域看，中國(guó)和日本是全球主要的產(chǎn)銷(xiāo)國(guó)，動(dòng)力電池企業(yè)采購(gòu)負(fù)極主要來(lái)自于日本企業(yè)。

近幾年，隨著中國(guó)生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高，中國(guó)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(guó)轉(zhuǎn)移，市場(chǎng)占有率不斷提高。硅碳負(fù)極材料是未來(lái)鋰電池負(fù)極材料最具應(yīng)用潛力的，可見(jiàn)硅碳負(fù)極材料的市場(chǎng)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(duì)于硅碳負(fù)極的使用，主要以摻雜形式，且各個(gè)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(chǎng)售價(jià)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(cè)未來(lái)3~5年隨著滲透率提升，硅碳負(fù)極可擁有的市場(chǎng)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(shí)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(lái)二到三年內(nèi)也必將迎來(lái)大爆發(fā)，行業(yè)前景廣闊。預(yù)計(jì)硅碳材料行業(yè)即將開(kāi)始真正大面積登上鋰電池負(fù)極材料大舞臺(tái)，未來(lái)必會(huì)逐步替代現(xiàn)有的石墨類(lèi)材料。