小鵬汽車參與布局 快充需求帶動(dòng)硅基負(fù)極放量

近日，創(chuàng)立于硅谷的鋰電池硅基負(fù)極材料企業(yè)GruEnergy完成數(shù)千萬美元A+輪融資。

值得注意的是，其領(lǐng)投方星航資本是由小鵬汽車作為戰(zhàn)略出資方發(fā)起的私募股權(quán)投資機(jī)構(gòu)。

據(jù)悉，GruEnergy擁有多項(xiàng)硅負(fù)極領(lǐng)域的核心專利，其硅負(fù)極技術(shù)理論上可以實(shí)現(xiàn)8分鐘內(nèi)充電 0-80% SOC。

負(fù)極材料是限制鋰離子電池性能持續(xù)突破的核心瓶頸之一，目前傳統(tǒng)石墨負(fù)極的性能已接近理論極限，而硅晶體承載與脫嵌鋰離子的能力更強(qiáng)，使得硅基材料具有比石墨更好的比容量與快充性能。

小鵬汽車作為以快充作為主打優(yōu)勢(shì)的代表企業(yè)之一，其旗下資本投資GruEnergy，顯示出電動(dòng)汽車賽道各方玩家圍繞快充技術(shù)儲(chǔ)備進(jìn)行的“鏖戰(zhàn)”進(jìn)一步加劇。

從上海車展來看，造車新勢(shì)力紛紛圍繞快充性能“秀肌肉”。

理想首款純電車型搭載了寧德時(shí)代4C麒麟電池，充電10分鐘增加400公里續(xù)航。蔚來ES6的800V車型僅需12分鐘充電10%-80% SOC。小鵬G6全系標(biāo)配800V高壓快充，實(shí)現(xiàn)5分鐘補(bǔ)能超200公里。

而麒麟電池便是采用了高鎳正極+硅基負(fù)極材料體系，實(shí)現(xiàn)三元版能量密度255Wh/kg，支持5分鐘快速熱啟動(dòng)及10min充電80％。

此外，欣旺達(dá)的閃充電池采用了其自主設(shè)計(jì)的閃充硅材料技術(shù)、及硅基體系電解液技術(shù)，支持10分鐘充電 20%-80% SOC。

蜂巢能源提出納米網(wǎng)硅負(fù)極技術(shù)方案，并已搭配高鎳正極將率先在4695大圓柱電芯上實(shí)現(xiàn)應(yīng)用，能量密度≥300Wh/kg。

國軒高科也在年初透露，預(yù)計(jì)今年批量交付的半固態(tài)電池已使用硅負(fù)極，已實(shí)現(xiàn)單體能量密度達(dá)360Wh/kg。

雖然硅基負(fù)極技術(shù)被視為打破當(dāng)前“補(bǔ)能焦慮”的底層突破口，但值得注意的是其產(chǎn)業(yè)化難點(diǎn)仍然突出：充放電過程中硅的體積膨脹可高達(dá)400%，導(dǎo)致活性材料易從極片上脫離，引起電池安全及容量衰減問題。

對(duì)此，從材料端可以通過納米化、復(fù)合化兩種路徑進(jìn)行改性。同時(shí)可搭配預(yù)鋰化技術(shù)，新型粘結(jié)劑、電解液配方優(yōu)化等。

例如，蜂巢能源為其納米網(wǎng)硅負(fù)極技術(shù)方案自主開發(fā)了筑網(wǎng)束硅技術(shù)、硅碳融合技術(shù)、雙層包覆技術(shù)。

欣旺達(dá)硅基體系電解液技術(shù)采用的成膜添加劑，通過調(diào)制形成界面膜，有效抑制硅材料體積膨脹。

寧德時(shí)代在搭配的導(dǎo)電劑中使用了1.5~2納米管徑的單壁碳納米管，對(duì)硅負(fù)極束縛力更強(qiáng)，導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)更充分，即使硅負(fù)極顆粒發(fā)生體積膨脹并開始出現(xiàn)裂縫時(shí)，仍可通過單壁碳納米管保持良好連接。

為滿足下游車企及電池廠商的需求，負(fù)極材料企業(yè)也紛紛加碼推進(jìn)硅基材料的研發(fā)及產(chǎn)能建設(shè)。當(dāng)前進(jìn)入實(shí)質(zhì)性量產(chǎn)或出貨階段的企業(yè)有上海杉杉、貝特瑞、石大勝華、天目先導(dǎo)等。

上海杉杉硅氧負(fù)極產(chǎn)品一、二代已實(shí)現(xiàn)批量供應(yīng)，第三、四代硅氧產(chǎn)品正處于開發(fā)、認(rèn)證當(dāng)中。新一代高容量高首效的硅碳產(chǎn)品基礎(chǔ)款也已開發(fā)完成。今年3月，寧波杉杉4萬噸硅基負(fù)極材料項(xiàng)目開工，預(yù)計(jì)于2024年初投試產(chǎn)。

璞泰來與中科院物理所合作量產(chǎn)硅基負(fù)極材料，其硅碳負(fù)極材料產(chǎn)品定位3代負(fù)極硅技術(shù)，納米硅摻雜石墨或者硬碳的技術(shù)。

石大勝華硅基產(chǎn)品為高首效型硅氧碳負(fù)極材料，同時(shí)有應(yīng)用于固態(tài)電池的“氣相硅碳”在研。公司當(dāng)前規(guī)劃投建的硅基負(fù)極產(chǎn)能為5萬噸/年。

天目先導(dǎo)純品硅負(fù)極年產(chǎn)量達(dá)10000噸、配套硅負(fù)極用石墨年產(chǎn)量50000噸。在研發(fā)上，已逐步實(shí)現(xiàn)一代氧化亞硅、一代硅碳、二代硅碳、二代氧化亞硅的量產(chǎn)。三代硅碳產(chǎn)品已進(jìn)入中試階段。

可以確定的是，硅基負(fù)極已經(jīng)不僅僅是負(fù)極材料細(xì)分領(lǐng)域所關(guān)注的風(fēng)口，而成為車企及電池企在快充賽道競(jìng)逐的關(guān)鍵抓手。

GGII數(shù)據(jù)顯示，2022年我國硅基負(fù)極復(fù)合后出貨量為1.6萬噸，消費(fèi)電子與電動(dòng)工具市場(chǎng)仍占據(jù)大頭。而隨著電動(dòng)汽車終端快充趨勢(shì)帶動(dòng)，以及46系大圓柱電池的放量，硅基負(fù)極需求將顯著增加，有望迎來規(guī)模級(jí)產(chǎn)能釋放。

同時(shí)，由于硅基材料特性需要配套特定的導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑等，也為相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)帶來新的增長(zhǎng)空間。

審核編輯：劉清