1、硅负极优势:能量密度高、安全性好、储量高。
2、硅负极劣势:导电性差,循环稳定性差(体积膨胀巨大,反复循环后易碎,石墨可以轻松做到上万次,硅做到500次都不容易)。
3、解决方案:之前认为硅负极循环差是在硅。但这几年研究发现可能是在和别的体系的配合上,也就是说硅负极的产业化是系统工程,涉及不同材料体系的共同优化,主流提升硅负极产业化方案如下:
1)负极:目前主流选择硅氧路线,且为了解决首次效率低需要进行预锂、预镁处理。有一定专利问题,预锂专利多在日本信越,预镁在韩国。
2)负极粘结剂:8将石墨体系下的SBR+CMC体系替换为PAAIPVA对改善硅负极稳定性效果显著。
3)电解液:采用添加剂FEC+PCS(1.3-丙二醇环硫酸酯)
4)导电剂:单壁碳管(有专家认为只要是掺硅就必须加单壁碳管),此外海外学者也展示了加单壁对硅负极导电性和循环稳定性的改善比多壁高了几个数量级。
4、放量时间点:认为国内大的放量在25年以后,基于目前产业化的进展,目前售价还是相对较贵,比如进口预锂化后的硅负极(纯品)单价在100万元/吨。
5、其他:电池厂反馈这两年下游对快充的需求在提升,综合来看硅负极快充强于石墨负极,原大系1)硅从各个方向提供锂离子歌入和脱出的通道,而石墨只能从层状的端面方向提供锂离子嵌入和脱出的通道:2)硅能量密度更高,设计电芯更利于取舍能量密度和倍率性能。