硅基材料强势崛起 有望打破锂电负极行业格局

锂电池的四大紧要组成包括正极、负极、电解液和隔膜，在负极材料范畴，自上个世纪90年代索尼推出商用锂电池以来，石墨负极就牢牢占据了统治地位。

如今，随着动力锂离子电池市场需求的急速上升，带动了上游各个材料范畴快速发展，与此同时，行业也对电池材料的性能也提出了更高的要求。在负极材料方面，近几年世界各地的科学家都在试图开发出能够替代石墨的负极材料，由于硅基负极材料的比容量可达到4200mAh/g，远高于石墨负极理论比容量的372mAh/g，高出石墨负极10倍有余，因而备受科研界和厂商的酷爱。

硅基材料有望成锂电负极“新大陆”

过去，当锂材料嵌入到硅晶胞内时，在技术上会导致硅材料发生严重膨胀，造成电池容量迅速下降。随着技术的发展，科学家将硅负极和石墨材料结合在一起，研发出了硅碳复合材料。

据知道，特斯拉公布的Model3就采用了硅碳负极作为动力锂离子电池新材料。通过在人造石墨中加入10%的硅基材料，特斯拉让电池容量达到了550mAh/g以上，电池能量密度可达300wh/kg。业内专家认为，这种电池技术是一个紧要的技术冲破，有望促使国内锂电行业在硅碳材料使用上的探索和冲破。目前，这种用硅碳复合材料来提升电池能量密度的方式，已是业界公认的锂电负极材料发展方向之一。

此外，一些韩国和日本的材料厂商还推出了商业化的氧化亚硅复合负极材料。这些公司通过在技术上对硅基材料进行碳包覆，改善了材料的导电性，同时也戒备了让氧化亚硅材料笔直与电解液接触，改善了材料的循环性能。

尽管近年来硅基负极材料在使用端做出了诸多改进，但目前在实际使用中，仍要石墨材料的配合，未能完全撼动石墨材料在锂电负极范畴的统治地位。但是随着技术的进一步发展，硅基负极材料在循环性能、加工成本等方面仍有提升空间，有望成为“锂电负极材料的新大陆”。

公司布局硅负极材料推进商业化

相比于石墨负极材料，目前硅基负极材料在锂电范畴的使用仍旧只能算是小字辈。目前，国内大多数材料公司在硅基负极材料范畴的使用还处于初级阶段，正在探索商业化之路。一些日韩公司则已开始将硅负极材料使用于汽车动力锂离子电池中，并实现商品化。

媒体公开资料显示，日本GS汤浅公司已推出采用硅基负极材料的锂电池，并成功使用在了三菱汽车上;日立麦克赛尔则宣布已开发出可实现高电流容量硅负极锂电池;此外，日本三井金属也雄心勃勃地要将硅负极锂电池推向消费电子和电动车两大范畴。

国内公司方面，今年八月十五日，我国宝安在互动平台上表示，公司下属贝特瑞公司加工的硅基负极材料已有国外客户批量使用，将来将有较大上升;杉杉股份在硅、石墨烯材料范畴累计公布了10项专利表明，技术研发优点日益分明，硅碳负极材料已经试产，并逐步向市场推广。

电池我国网认为，在目前动力锂离子电池正极材料未能取得重大冲破时，负极材料的选用成为了决定动力锂离子电池能效的紧要因素。随着新能源汽车对续航里程的要求不断提高，硅基负极材料的高比容量优点将逐步显现，有望打破石墨在锂电负极材料范畴的“独大”格局，锂电池负极材料市场或将重新洗牌。

声明： 本站所发布文章部分图片和内容自于互联网，如有侵权请联系删除