锂电池定制16年-动力锂电池系统解决方案商

 

随着动力电池技术的革新，传统的电池材料已经逐渐不能满足电池成本降低和能量密度提高的需要，硅基负极等新材料的应用正在加速推进。

从比容量的角度来看，硅基负极材料的理论值可以达到4200mAh/g，是石墨材料的10倍以上。对动力电池，特别是4680圆柱形电池的需求不断上升，逐渐打开了硅基负极的市场空间。

 

硅基阳极材料的定义

硅基负极的原材料主要是由硅材料和石墨组成。硅在室温下与锂合金化，其理论比容量高达4200mAh/g，是目前石墨基负极材料的10倍以上。硅基负极材料的制备方法很多，目前主要包括化学气相沉积法、机械球磨法、溶胶凝胶法、高温热解法等。

 

 

硅碳和硅氧是未来的主流技术

硅基阳极有三种技术路线：硅氧阳极、硅碳阳极和硅基合金阳极。其中，硅碳阳极和硅氧阳极可能是未来的主流技术。硅碳阳极是由纳米硅与石墨材料混合而成，而硅氧阳极是由氧化硅和石墨材料组成。硅基材料作为复合材料中的活性材料，提供容量，其他材料作为载体，缓冲体积膨胀。

硅基阳极材料采用涂层结构，最外层涂有碳。碳材料的涂层可以提高阳极材料的导电性，并且会在碳材料的表面形成SEI膜，可以抑制电解液对阳极的侵蚀，从而提高其循环性能。

 

 

硅氧具有更好的循环性能和速率性能，在动力电池领域率先得到应用。硅碳负极具有更高的克容量和第一效率，主要用于消费电子和电动工具。目前，硅阳极正处于产品迭代期。其中，硅碳主要用于提高循环性能和容量，硅氧负极主要用于提高首效，两者的实现路径不同。

 

硅基正极材料产业的发展状况

● 出货量

近年来，我国硅基负极材料不断发展，硅基负极市场快速增长，预计未来几年出货量将大幅增加。2022年，硅基负极材料的出货量达到1.7万吨，同比增长60.4%，随着特斯拉4680电池的量产，以及大型圆柱形电池的普及和应用，未来将继续增长，预计2025年将达到15万吨。

 

 

● 渗透率

硅基负极可以有效提高电池的比容量，但由于体积膨胀和导电性差的负面影响，其商业应用受到限制。目前，硅基负极材料仍处于商业应用的早期阶段，2022年的渗透率仅为1.53%。未来随着技术的不断发展，渗透率将不断提高。

● 市场空间

随着消费电池和动力电池的不断发展，硅基负极材料的市场空间也将持续增长。全球硅基负极材料主要由三部分组成：

● 随着2023年特斯拉4680大圆柱体的量产，硅基负极市场将迎来爆发式增长。预计2025年，由特斯拉4680带动的硅基负极市场空间将达到183.7亿元人民币；

● 预计2023年以后，硅基正极将逐步应用于特斯拉以外的动力电池市场，2025年特斯拉以外的动力用硅基正极市场空间将达到67.7亿元；

传统的消费用硅基阳极将保持稳定发展，渗透率将逐年提高。预计2025年消费用硅基阳极的市场空间将达到46.1亿元。预计2025年全球硅基负极材料的整体市场空间将达到297.5亿元人民币。

 

硅基正极材料产业的发展前景

● 新能源汽车带动产业发展

新能源汽车普及率提高，全球电动汽车销量扩大，对应下游客户需求增加。企业加快了产能的配置，提高了综合产能的利用率，实现了规模效益。

公司锂离子电池材料的销售量和销售额同比大幅增长。目前，锂离子电池负极材料可分为人造石墨、天然石墨，以及一些新材料，如硅碳、中碳微球、钛酸锂等。

 

 

作为理想的下一代负极材料，硅基负极材料的比容量明显大于其他负极材料，可以满足下游对高能量密度的需求。此外，随着4680大型圆柱形电池的量产和主流电池厂的跟进，预计硅基负极将很快迎来爆发。

 

●碳中和战略利于产业发展

在碳中和和高油价的背景下，硅基材料因其良好的性能，有望取代部分碳基材料。推动以化石能源为代表的 “碳基时代 “向以新能源、新材料为代表的 “硅基时代 “转型升级。

硅基负极的优势明显，不存在锂析出的隐患，安全性优于石墨基负极材料，且储量丰富、成本低廉。它可以从各个方向为锂离子的插值和提取提供通道，并具有优良的快速充电性能。是最具潜力的下一代锂电池正极材料。

● 企业跟进布局，开拓市场

在电池方面，未来随着4680大型圆柱形电池的量产，将带动中国企业跟进布局，锂电池下游的持续繁荣将为硅基负极打开市场空间。