新能源汽车电池中加入这种材料,续航更高、成本更低
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发布时间：2022-09-04 03:17
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时间：2023-01-23 04:02
十年时间，新能源 汽车 从一个概念产品迅速普及并占领市场，成功接过了燃油 汽车 手里的接力棒，成为了 汽车 领域下一代的不二选择。这个转变已经成为全球几乎所有人的共识，也直接或间接的对人们的生活产生了巨大的改变，其影响力甚至扩大到了圈外。马斯克因为特斯拉 汽车 备受追捧，有媒体称他为现实的“托尼斯塔克”，成为了一些投资者心中的神话，甚至连鼓吹虚拟货币也有人深信不疑。曾毓群因为宁德时代超越李嘉诚成为香港新的首富，比亚迪也从一个名不见经传的小企业成长为新一代巨鳄。
这一切的源头是什么？ 新能源 。
目前市面上的新能源 汽车 ， 95%以上为电动型 汽车 ，整个电动 汽车 领域已经趋于成熟，城市里绿色牌照的新能源 汽车 几乎随处可见，未来还会更加快速的发展。
电动 汽车 的核心是电池，电池的核心是四大材料，正极材料磷酸铁锂和三元打得不可开交，电解液和固态电池也在争得你死我活，短时间难以分出胜负；隔膜行业本就是有机薄膜加工，成熟的市场出现一块新鲜的蛋糕，分分钟就被瓜分得一干二净。
唯有负极材料不同，碳基材料的主流地位受到严重冲击，而挑战者正是被各路神仙都一致看好的硅基负极。 目前市面上所有与锂电池负极领域相关的企业都在硅基负极上有所布局， 国内负极材料企业的“四大四小”无一例外都有自己的硅基负极产品，而宁德时代、力神电池、国轩高科、比亚迪、比克动力、万向A123、微宏动力等电池企业同样在加码硅基负极，至于车企，像是特斯拉、比亚迪、广汽、小鹏、蔚来等等更是对硅基电池格外看重。
其实对于市场选择硅基负极已经有很多专家、学者、教授甚至是企业家已经分析得非常透彻， 其核心就是能够提供更高的续航和更低的原料成本 。相比碳基负极来说，硅在常温下可与锂合金化，理论比容量高达4200mAh/g，远高于商业化石墨理论比容量(372mAh/g)，在地壳元素中储量丰富，成本低、环境友好，因而硅负极材料一直备受科研人员关注，被公认为是 最具潜力的下一代锂离子电池负极材料之一 。
缺点也自然不必多说，膨胀、粉化、循环差、不导电。然而需要注意的是，锂电池负极中所使用的硅为单质硅或者氧化亚硅。目前市面上99.999%纯度的高纯硅也不过5万元/吨，但是，这些硅想要作为负极材料使用，需要研磨、破碎至纳米级，之后进行碳复合形成负极材料，这些负极材料的售价在10~30万元/吨不等。按照美国安普瑞斯的工艺，硅含量约为10%，剩下的都是碳材料，而市面现有的石墨负极也就5~8万元/吨，刨去生产工艺中的其他成本，纳米级硅原料的价格可谓是一个恐怖的数字。
事实也正是如此，目前市售的纳米球形硅粉价格通常在250~300万元/吨之间，虽然这仅是小批量供应的价格，但产量放大后也不会太便宜。
硅基负极材料由日本日立化成(HITACHI)首次发明。目前国际上技术较为领先的国际厂家多集中在日韩两国，包括 日本日立化成(HITACHI)、日本信越化学(ShinEtsu)、韩国加德士(GS)、韩国大洲(Daejoo)、 美国安普瑞斯(Amprius)等。近年来，国内在硅基负极材料的市场上有了一定的突破，贝特瑞成功进入特斯拉供应链，璞泰来的主要供应对象则是ATL、LG和三星。但是在全球范围内，硅基负极材料仍然不是主流产品，据不完全统计，硅碳负极在整体负极中出货量的占比约8%。
据前瞻产业研究院预测，2021~2025年硅碳负极材料在锂电池负极中渗透率年均增长为3~4%。通常来说，纳米硅在锂电池负极材料中的添加量为10%左右，按照这一模型计算，到2025年，纳米硅的需求量将会达到4.42万吨，市场份额将超过1300亿。
硅负极优秀吗？答案是 肯定 的。
但是在硅基负极规模化的道路上，还有一个最凶猛的拦路虎，那就是性价比。从前文可以看到，硅基负极的价格比现有碳基负极价格高出很多，但是对于性能的提升实际上不到15%，在解决的里程痛点的基础上，市场的接受度并不是特别高。目前在规模化上，仅有特斯拉在model3系列上全面铺开，比亚迪已经部分列装，而广汽引爆资本市场的“弹匣电池”，还没有看到实际的产品落地。
更多的硅基负极实际上是应用在了3C领域。解决的办法有吗？有。而且已经在路上，各厂家在硅负极的性能提升和降本的 探索 行都有了一定的进展，最多五年，硅碳负极将会在高端甚至是中端电动车上全面铺开。 唯一能*其扩张速度的就是各厂家的产能。
一种新型纳米硅及负极前驱体生产技术。
新型纳米硅及负极前驱体的优势：
1、 成本低， 相比现有负极材料成本可降低5~10%。
2、 循环性能优异， 在保持高容量的同时循环性能 800圈。
3、 相容性好， 在碳包覆过程中不会出现明显团聚，有效提产品性能。
4、 产能高， 具有规模化、工业化连续生产效应。
5、 无污染， 生产过程中不存在污染和温室气体排放，环评无压力。
