锂电池硅负极材料浅谈下一代锂电池负极材料——硅负极|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

浅谈下一代锂电池负极材料——硅负极

一、什么是硅基负极

负极材料是锂电池在充电过程中，锂离子和电子的载体，起着能量的储存与释放的作用；

在电池成本中，负极材料占5%-15%,是锂离子电池的重要原材料之一

当前商业化的锂电池负极材料主要为改性天然石墨和人造石墨，尽管制备技术已相当成熟，但其理论比容量只有372mAh/g，难以满足市场对大容量锂离子电池的需求，因此当前在加大更高克容量的硅基负极研发。

锂电池负极研究科技树

石墨负极已达到理论容量天花板,硅是目前负极材料中比容量最高的。但硅基负极目前成本过高（普通石墨3倍以上）。目前主流的方案是将硅氧和硅碳复配石墨后再使用，常规的克容量型号有400、407、420、450、550、650mAh/g。

主流四大负极材料容量

硅基负极与石墨负极对比

硅基负极发展路径

硅负极工艺

不同工艺路线比较

二、硅基负极市场简述

2018年中国锂电硅基负极材料出货量为2600吨，相比石墨负极，硅基负极体量仍然很小。

硅基负极增长缓慢的原因是

1）目前国内硅碳负极材料处于成长期，因此很大一部分企业处于送样测试阶段；

2）目前国内市场使用的硅碳材料性能仍然无法满足主流锂电市场；

3）退坡后的动力市场对成本管控趋严。

硅基负极市场规模

目前国内硅碳材料企业主要以销售混配后的硅基负极为主，而日系等国外企业以销售高容量硅碳材料为主，日系的高容量硅碳材料价格差距巨大，同一高容量的硅碳材料是国产价格的3倍以上。

预计到2021年随着下游需求打开，技术进步，高容量硅碳材料价格会有很大幅度下滑。

两大硅基材料需求

硅基负极增长的主要障碍：

1、新能源汽车补贴退坡及取消后因成本压力，电池企业对于硅碳价格过于敏感。主机厂要求动力电芯价格降至0.75元/Wh以内，而目前主流电池厂只能达到0.8~0.9元/Wh，硅基负极成本过高无法扩大使用。

2、动力电池市场是硅基负极的主要需求市场，但膨胀限制了其性能发挥。OEM厂要求动力电芯循环在1000次以上，目前多数企业811/NCA+硅基负极只能达到400~500次循环。比克等头部企业能够达到国标，但SOC和质量仍受影响。

3、圆柱电池面临增长乏力困局，圆柱动力市场是目前可使用硅基负极的最大市场，但硅基负极的特性使圆柱电池丧失了低成本和高一致性优势。目前来看，圆柱电池面临增长乏力可能，特别是圆柱电池在动力市场的应用增长堪忧。

横店东磁申请一种锂电池含硅负极匀浆工艺及负极片专利，降低负极片电阻

金融界 2024 年 7 月 9 日消息，天眼查知识产权信息显示，横店集团东磁股份有限公司申请一项名为“一种锂电池含硅负极匀浆工艺及负极片”的专利，公开号 CN202410587709.X，申请日期为 2024 年 5 月。

专利摘要显示，本发明属于锂离子电池技术领域，公开了一种锂电池含硅负极匀浆工艺及负极片。本发明主要针对匀浆润湿及分散阶段进行优化，在浆料润湿阶段，采用水性 CNT 作为润湿剂，并提前加入部分 PAA 粘结剂，使活性颗粒被含导电剂的液体介质润湿，将活性颗粒与导电剂形成有效连接，并通过调控润湿阶段的溶剂含量，使全部粉料充分润湿，让搅拌的剪切力对颗粒起到粉碎团聚的作用。在分散稀释阶段，通过两步法逐步加入分散剂及剩余粘结剂，分散剂逐步在活性物质表面被吸附，在颗粒间形成静电相互排斥，达到良好的分散效果。该工艺能够有效提高含硅负极浆料的分散性及稳定性，降低负极片电阻，减小极片电阻极差，提升负极片性能一致性，改善电池的电化学性能。

本文源自金融界