提升电池能量密度,硅碳负极市场导入“提速”
发布时间:2025-10-09 15:55:00
关键词:锂电池

  不断有企业加码硅碳负极材料,抢抓电池产业发展的关键技术节点。

  近期,天眼查数据显示,硅烷科技新获得一项发明专利授权,专利名为“一种硅碳负极材料及其制备方法和应用”。据介绍,该方法能够为硅的体积膨胀提供空间,减少循环过程中的团聚和粉化现象,该硅碳负极材料在锂电池中应用,可提高锂电池的能量密度和循环寿命。

  9月下旬,江西省投资项目在线审批监管平台发布了关于《赣州立探年产500吨新型硅碳负极材料改扩建项目》备案公示,项目建成后产品主要用于锂离子电池及固态电池。据悉,此前赣州立探年产50吨硅碳负极材料建设项目,在今年上半年已竣工验收,该项目总投资3000万元,生产的硅碳负极材料质量标准容量≥1700mAh/g。

  9月上旬,道氏技术年产1000吨硅碳负极项目签约,落地广东恩平。根据道氏技术披露的信息,该项目后续根据市场需求动态,可进一步扩大至年产5000吨。为及时有效满足市场需求,道氏技术的硅碳负极目前另外已有300吨年产能正在建设中,将于2025年年底率先落地。

  作为一种新型的锂电材料,碳硅负极在消费电子领域已实现较大规模的应用,动力电池领域则处于加速导入阶段。业内认为,硅碳负极的技术突破与成本下降,为其替代传统石墨负极奠定了基础。未来随着固态电池技术的不断成熟,硅碳负极的市场占有率将会不断的提升。

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卡位下一代负极材料

  业界公认,硅碳负极是理想的下一代锂电池负极材料,众多厂商都在积极布局。中科电气表示,该公司一直坚持在新能源材料领域做相关前瞻性研究,在面向固态电池的硅碳负极和锂金属负极等方面,均有开发和产品布局,其中硅碳负极材料已建设完成中试产线,且有产品进入多家客户测评和平台开发阶段。

  “公司在硅碳负极领域突破多项核心技术”,据杉杉股份透露,其自主研发的均相沉积技术,可有效提升硅碳材料的循环稳定性,球形硅碳原料多孔碳自主合成技术与高硅匹配石墨技术的突破,进一步巩固了其自身的技术壁垒。

  据翔丰华介绍,该公司硅碳负极已具备产业化基本条件,正在积极规划批量生产线,争取早日实现批量供货。信德新材表示,该公司致力于持续研发应用于硅碳负极的包覆材料,并已进行相关研发项目的投入,通过与下游负极生产制造商的深度协作,积极响应客户的产品需求,持续优化产品性能。

  值得注意的是,硅碳材料虽然性能优异,但也存在体积变化大的缺陷,在循环过程中会产生较大的膨胀效应,从而导致电池循环寿命降低。

  道氏技术表示,该公司最新一代硅碳负极直接将单壁包覆在硅碳颗粒表面,不需要额外添加单壁碳纳米管,也可保证硅碳颗粒的电子传导,从而降低硅碳的应用成本;单壁碳纳米管包覆层,还可有效约束硅基材料充放电过程中的体积膨胀,提升电池的循环性能。目前其已完成小样制备,测试效果良好,正在加速研发,加快产业化进度。

  “多孔碳作为气相沉积新型硅碳负极的核心基材,其可设计的纳米级孔径,有效解决了硅碳负极在充放电过程中的体积膨胀、电池循环稳定性(不足)等痛点。”金博股份介绍,该公司目前已完成多款焦基多孔碳产品的迭代升级,研发完成了低成本改性树脂基多孔碳产品,已在下游客户评测。

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广阔的市场应用前景

  从技术上来讲,随着电池朝着更高能量密度发展,传统的石墨负极在性能提升上已经达到瓶颈。业内分析指出,硅碳负极具有4200mAh/g的超高理论容量(是石墨的10倍以上),0.4V的低嵌锂电位,以及丰富的原料储备等显著优势,通过与高镍等正极材料搭配,可实现电池性能的显著提升,正展现出巨大的商业化应用前景。

  目前,硅碳负极材料已经在许多场景逐步开启应用,在消费电池方面,华为、小米等手机厂商在推出的新产品中,大范围采用了硅碳负极;在动力电池方面,宁德时代等头部电池厂,也发布了采用硅碳负极的高能量密度电池。

  未来,随着固态电池产业化进程的不断提速,硅碳负极将迎来更广阔的用武之地。业内人士指出,硅碳负极与固态电池具有良好的匹配性,主要体现在材料性能互补和技术协同效应上,硅碳材料可以应用于不同领域或场景的众多氧化物固态电池、硫化物固态电池、氯化物固态电池与凝聚态固态电池产品中。

  整体来看,未来几年硅碳负极的市场需求增长,主要由消费电子及电动车贡献,其它领域包括像低空经济、人形机器人等新兴市场,也将贡献增量。业内机构预测,在硅碳负极渗透率显著提升的趋势下,预计2030年全球硅碳负极材料市场需求空间,将达260亿元。

稿件来源: 电池中国网
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