7月6至7日，2023全球動力鋰電池負極材料及原材料大會在青島召開歉胶。深圳市比克動力電池有限公司(以下簡稱比克電池)潘慶瑞博士受邀出席“非碳類負極的關鍵技術(shù)路線”專場活動窒埃，以《硅基材料在圓柱鋰離子電池上的開發(fā)現(xiàn)狀和面臨的挑戰(zhàn)》為主題進行了演講别肄，攜手行業(yè)同仁從原材料行情羔巢、市場左启、技術(shù)等多維度探討鋰電發(fā)展新未來褥辰。

圖1：比克電池潘慶瑞博士現(xiàn)場分享

伴隨新能源汽車和鋰電池產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展构鸭，作為鋰離子電池核心主材的負極材料需求增長旺盛。據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《中國鋰電負極材料行業(yè)現(xiàn)狀深度調(diào)研與未來投資研究報告(2023-2030年)》顯示力邻，負極材料是鋰離子電池儲存鋰的主體旬性，截至2022年市場規(guī)模為308.3億元，相較2021年增加77.2億元认平。

雖然石墨已被公認為是鋰電池的理想負極材料抒崖，但由于容量已接近理論極限，限制了高性能鋰離子電池的進一步發(fā)展弃净。當下婉烈，硅因為其高理論比容量、低脫嵌鋰電位绩罩、環(huán)境友好巩蕊、儲量豐富等多重優(yōu)勢，被行業(yè)視為最具潛力的下一代負極材料主力軍咽娃。

比克電池作為國內(nèi)老牌鋰電廠商塑验，憑借敏銳的嗅覺和領先的優(yōu)勢，成為國內(nèi)最早應用硅負極材料的企業(yè)之一彤敛，并在該領域持續(xù)深耕与帆。

潘慶瑞博士介紹：“硅基材料要在電芯中實現(xiàn)應用，需要滿足高容量墨榄、高界面穩(wěn)定性玄糟、高振實(壓實)勿她、低成本等性能。目前符合的這些要求的主要是一些微米級-納米設計的硅負極材料茶凳，如傳統(tǒng)硅碳嫂拴、新型硅碳、氧化亞硅等贮喧，比克已在這些方面做了大量研發(fā)工作筒狠，發(fā)現(xiàn)負極材料在350-700mAh/g區(qū)間使用時，能量密度會隨著負極容量提高明顯提升箱沦。”

硅基材料帶來更高容量的同時辩恼，也產(chǎn)生了體積膨脹的新問題，給硅的實際應用帶來挑戰(zhàn)谓形。比克電池優(yōu)先選擇圓柱電池策略荸速，取得了不錯的突破和進展。潘慶瑞博士表示：“方殼柒谈、軟包電池在循環(huán)后期容易發(fā)生明顯的膨脹穴阱，但圓柱電池因結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢，即使在壽命終止時也能保證不形變胖辨，不但可采用更激進的化學體系爱蚣，而且還能保證優(yōu)異的安全性能。比克也是國內(nèi)最先量產(chǎn)高鎳-硅體系電芯的企業(yè)之一讹毁。”現(xiàn)階段间炮，比克電池硅氧材料已由一代硅發(fā)展到三代硅，首效由77%提升至86%让多，正極利用率也在逐步增加;既保持了高容量卫银，又使得電池循環(huán)壽命依舊能夠達到常溫1000周80%，45℃高溫1000周70%以上顶食。

圖2：比克電池硅負極圓柱鋰電池

百尺竿頭更進一步掐边，基于前沿負極材料研究，比克圓柱電芯產(chǎn)品布局明確熄阻。從2024年到2027年斋竞，比克電池在大圓柱產(chǎn)品路線上實施雙線布局戰(zhàn)略，滿足新能源汽車和消費電子產(chǎn)品等應用場景饺律，對電池容量窃页、效率和續(xù)航能力諸多方面提出的更高要求。其一是高性能路線复濒，能量密度在280～330Wh/kg之間脖卖，首代產(chǎn)品采用高鎳+高首效硅，支持4C快充;輕量化產(chǎn)品，依舊采用高鎳+高首效硅畦木，并支持4C快充;準固態(tài)產(chǎn)品袖扛，將采用超高鎳+高比例硅，支持2～3C快充十籍。其二是低成本路線蛆封，能量密度達200Wh/kg左右，為磷酸鐵鋰+硅勾栗、Na+離子電池惨篱、磷酸錳鐵鋰+硅等多種體系，實現(xiàn)多元化使用場景幌侧。

未來令掠，在動力鋰電池、消費電池整栏、儲能電池三方面需求持續(xù)增長下辫扯，前瞻產(chǎn)業(yè)研究院初步預測，2026年鋰電池負極材料需求量將高達127萬噸碗昭，年均復合上升率為25%侄突，迎來良好發(fā)展契機。潘慶瑞博士認為：“圓柱電池的繼續(xù)發(fā)展体笨，依賴于高鎳和硅材料的開發(fā)應用涎狐，而硅基材料的應用面臨著成本、界面穩(wěn)定性蒜肥、膨脹但雨、產(chǎn)氣蕉妇、淺充放循環(huán)等瓶頸碟堵。比克電池將以更高摻混比例推動硅基材料發(fā)展，協(xié)同電解液和安全方面優(yōu)化腹忽，力爭打破瓶頸来累，探索全新新能源電池，讓生活更加美好窘奏。