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硅基负极材料研发成功将锂电池容量了提高四倍
硅基负极材料研发成功将锂电池容量了提高四倍
  • 发布时间:2020-03-10 16:32

硅基负极材料研发成功将锂电池容量了提高四倍

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硅基负极材料研发成功将锂电池容量了提高四倍。硅基材料由于其高电化学容量,被认为是一种非常有发展前途的锂离子电池负极材料。据悉,硅基负极材料的比容量可达到4200mAh/g,高出石墨负极10倍有余,这让硅基负极材料很快受到锂电池业界的追捧。
 
硅基负极材料研发成功将锂电池容量了提高四倍
负极是锂电池四大材料之一。其作为电子载体,性能指标能够直接影响锂电池的性能,尤其是其膨胀性能影响电芯循环性能、倍率性能影响快充、比容量及首效影响容量等。
 
据韩媒报道,韩国科学技术研究院研究团队近日宣布,已成功研发硅基负极材料,用于替代当前电动车动力锂电池负极普遍使用的石墨材料。硅基负极助锂电池性能翻倍。
 
报道称,试验结果表明,该硅基负极材料成功将锂电池容量了提高四倍,在500次充电/放电循环中仍能保持稳定,5分钟内可充电至其全部容量的80%,电动车的续航里程预计将增加一倍以上。
 
在新能源汽车追求高续航里程的迫切需求下,动力锂电池也在积极寻找新型高能量密度材料。作为提升锂电池能量密度的两大材料,正极和负极还有较大提升空间。目前主流的石墨电极材料在能量密度方面的发展已接近其理论最大值。硅的理论容量是石墨的10倍以上,且地球储量高,在锂电池材料应用方面有着巨大的潜力。
 
锂电池负极从石墨体系到硅基负极将是未来的升级方向。未来,随着动力电池能量密度要求的提高,硅碳负极搭配高镍三元材料的体系成为发展趋势。虽然硅基合金负极材料相对碳负极材料克容量提升效果明显,但是因为其工艺难度高、生产成本高,且首次充放电效率较低,所以尚未大规模使用。
 
锂电池硅基负极材料的展望
硅基负极材料锂电池市场空间广阔在高能量密度发展的路径之上,动力电池正极采用高镍三元材料,而负极则配合使用硅基负极材料。未来NCM811和NCA成为动力电池的主流市场。随着硅基负极制备工艺及锂电池厂商对于高镍体系掌握的逐步成熟,硅基负极材料未来将迎来较为广阔的市场。
 
硅基负极价格目前较高,在26万元/吨的水平,随着制造工艺的成熟和技术的革新,加工成本必将逐渐下行,此外,随着产业的成熟,负极企业也可享受到规模化效应带来的成本节约。所以我们预测,在未来几年硅基负极价格将一路走低,并在2020年达到12万元/吨的单价。
 
由此可以推算出硅基负极的市场空间,我们认为,市场空间将在2018年加速增长,并在2020年到达17亿元的规模。硅基材料以其高的理论比容量而成为下一代锂离子电池负极材料的理想选择。
 
总结:众所周知,传统石墨材料价格优势很明显。硅基材料产业化后的成本是否能够与其抗衡,值得关注。未来2-3年,国内硅基负极材料会实现较大规模的导入,国家相关政策也会推进硅基负极材料的产业化。
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