2、硅基材料的优点。硅基的负极材料为什么这么重要?在这一代的迭代改进中,从体积能量密度角度来 看,硅基材料甚至比金属锂好。硅基材料能量密度很高,安全性好,储量很丰富 2、硅基材料的缺点。(1)最大问题是稳定性不好。石墨负极特别是人造石墨负极都可以做到几万圈不太 丢容量,但是硅负极一般做500圈以上都不简单,大家都在想一些办法。(2)硅的导电性与石墨的导电性 比大概差1亿倍,如果不小心就会出大问题。(3)是体积膨胀,在反复循环中硅容易碎。在循环过程中会 形成一个很厚的SEI膜。原本认为这个SEI 膜会帮助这个过程并稳定,其实不对。仔细看整个电池的数据化 可以发现SEI会严重阻止锂离子传递。
3、解决策略:包覆一层碳解决硅的导电性不好且容易膨胀破碎的问题。但仍然存在的问题:包覆不完整会 使得硅和六氟磷酸锂反应生成六氟硅酸锂,消耗了锂元素使得正极失去容量,只要露出来一点硅就会把整 个电池系统破坏。解决方法是额外做一层纳米级的陶瓷膜进行完整地包覆,让它透锂不透氟。
4、硅基负极材料的产业化进程。到现在为止都认为这个很快产业化了,但是一直很难,其实直到最近才好 一点。有些电子产品特别是电动工具里面,已经在逐渐地用起来了,但用量小。除了特斯拉声称用量较大 以外,剩下都很惨淡。这是一个很大的问题,我们在思考这个问题可能会出在哪。我们也希望把这个技术 将来能放大做到产业化上去,解决我们国家的硅碳负极的问题。
5、市场空间。(1)万向123张小祝:2021 年已经达到了 1.1 万吨,在负极材料中的渗透率也达到了 1.5%。硅负极市场空间业内预测到 2025 年,硅负极的需求量将达到 9.8 万吨,市场空间也将达到 150 亿 元。其中还是以动力电池为主,动力电池估计会有 130 亿元;(2)BTR的报告,根据市场的预测,到2025 年负级材料总的需求将达到260万吨,其中硅基复合负级需求达到28万吨以上,这个硅基复合负极包括这个 石墨和硅的复合品。
6、头部公司的动态:(1)特斯拉前合伙人创办的公司Sila Nano2024年的下半年,我们会实现材料稳定的 量产;(2)BTR总投资50亿元的4 万吨的硅基新的产线今年4月份开工建设,2023年会完成第一期,2028 年完成第二期;(3)APRS:2023年9月份会有一个年产3000吨纯硅材料的产线达产,2025年年初会年产2 万吨。 7、和石墨的异同。(1)APRS:目前来看的话,根据我们的仔细测算,到了2025年达到2万吨级别的一个 生产状态的时候,我们(硅碳)已经可以实现接近石墨的千瓦时单位成本;(2)比克电池:我要强调一 点,硅负极讲的不是硅,是石墨加硅。