50億元的大市場

實(shí)驗(yàn)研究表示，作為新型負(fù)極材料，硅碳負(fù)極對于提升電池能量密度能發(fā)揮著比石墨負(fù)極更顯著的功效。硅碳負(fù)極材料的應(yīng)用，可以提升電池中活性物質(zhì)含量，從而大大提升單體電芯的容量。

國家工信部等四部委發(fā)布的《促進(jìn)汽車動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展行動(dòng)方案》中提出，到2020年我國新型鋰離子動(dòng)力電池單體比能量超300Wh／kg，到2025年單體比能量達(dá)500Wh／kg。傳統(tǒng)石墨材料很難達(dá)到這一要求，因而在高能量密度發(fā)展的路徑之上，動(dòng)力電池正極采用高鎳三元材料，而負(fù)極則需配合使用硅碳負(fù)極材料。

不難斷定，未來一段時(shí)間NCM 811 和 NCA 將成為動(dòng)力電池市場的主流。隨著硅碳負(fù)極制備工藝及電池廠商對于高鎳體系掌握的技術(shù)逐步成熟，硅碳負(fù)極未來將迎來較為廣闊的市場。數(shù)據(jù)顯示，2018年國內(nèi)硅碳復(fù)合材料用量達(dá)2000－3000噸，同比增長一倍左右。據(jù)預(yù)測，2020年國內(nèi)硅碳負(fù)極材料市場空間將達(dá)50億元。

寧德時(shí)代／力神電池／國軒高科／比亞迪紛紛布局

從國際上看，硅碳材料早先是在日韓企業(yè)中應(yīng)用較多，松下和三星的產(chǎn)品都有成熟應(yīng)用。已將硅碳負(fù)極應(yīng)用于車用動(dòng)力電池，Model 3采用的硅碳負(fù)極，在傳統(tǒng)石墨負(fù)極材料中加入10％的硅，讓電池容量增加到550mAh／g以上，單體能量密度達(dá)300wh／kg以上；日本松下目前已實(shí)現(xiàn)硅碳負(fù)極材料18650電池的量產(chǎn)；日本湯淺電池推出硅碳負(fù)極材料的鋰電池，應(yīng)用在三菱汽車上；日立麥克賽爾開發(fā)出高電流容量硅負(fù)極鋰電池；日本三井金屬將硅負(fù)極鋰電池推向消費(fèi)電子和兩大領(lǐng)域。

從國內(nèi)情況來看，寧德時(shí)代、力神電池、國軒高科、比亞迪、比克動(dòng)力、萬向A123、微宏動(dòng)力等電池企業(yè)正在加快硅碳負(fù)極體系的研發(fā)和試生產(chǎn)。材料企業(yè)方面，貝特瑞的碳硅負(fù)極，則打入了特斯拉的供應(yīng)鏈，為松下的動(dòng)力電池電芯配套部分負(fù)極材料；杉杉股份、江西紫宸等具備了小量試產(chǎn)能力；除此之外，斯諾實(shí)業(yè)、星城石墨、杉杉股份、江西正拓、創(chuàng)亞動(dòng)力、大連麗昌等也都在積極推進(jìn)硅碳負(fù)極的產(chǎn)業(yè)化。

據(jù)了解，早在2016年10月，由寧德時(shí)代與中科院物理研究所等單位聯(lián)合申報(bào)的“新一代鋰離子動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)化技術(shù)開發(fā)”項(xiàng)目啟動(dòng)，研發(fā)以高鎳三元材料為正極、硅碳復(fù)合物為負(fù)極的鋰離子動(dòng)力電池。而在前不久，中國科學(xué)院院士歐陽明高介紹，寧德時(shí)代開發(fā)的高鎳三元正極和硅碳負(fù)極電池的比能量已經(jīng)達(dá)到304Wh／kg，今年將投放市場。

2018年，在國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“新能源汽車”重點(diǎn)專項(xiàng)支持下，力神電池項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在NCA正極材料前期研究基礎(chǔ)上，開發(fā)出高比能量、長循環(huán)壽命、良好安全性能的鋰離子動(dòng)力電池用高鎳系正極材料；通過納米制備、納米分散、包覆及預(yù)嵌鋰等多種技術(shù)，研制出容量高、首次效率高、循環(huán)穩(wěn)定性及倍率性能好的硅碳負(fù)極材料。并基于該體系開發(fā)出的電芯單體比能量達(dá)303Wh／Kg。