隨著動力電池產(chǎn)業(yè)向縱深發(fā)展，且市場格局已初步成型，新企業(yè)無論是想要融資，還是發(fā)展，最好的途徑就是以技術(shù)去“顛覆”現(xiàn)有的主流路線。
對于名不見經(jīng)傳的企業(yè)來說，這一招仍然很吃香。
近日，美國加利福尼亞的一家Amprius公司宣布，已經(jīng)生產(chǎn)出了一批超高能量密度的鋰電池，單體電芯能量密度達(dá)到450Wh/kg，比特斯拉Model 3的電芯能量密度高出73%。有媒體用“吊打”“完勝”，甚至“特斯拉殺手”來形容。
殊不知，這家公司的投資者中很可能就有特斯拉。
據(jù)介紹，Amprius公司對外宣稱做到450Wh/kg的高能量密度鋰電池，主要是采用了硅納米線技術(shù)，使得負(fù)極材料中可以大量使用硅材料。而硅本身相較于目前主流的石墨負(fù)極，就有著超高的克容量(硅理論質(zhì)量比容量約 4200mAh/g，而石墨僅為 372 mAh/g)，基于硅納米線技術(shù)，使得硅在負(fù)極材料中的占比大幅提升，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了超過400Wh/kg的單體能量密度。
實(shí)際上，Amprius公司的硅納米技術(shù)，或與特斯拉已經(jīng)有著比較久的合作應(yīng)用。
在2020年8月，特斯拉CEO馬斯克在社交媒體上表示特斯拉會在3-4年內(nèi)批量生產(chǎn)壽命更長、而且能量密度高出當(dāng)時電芯能量密度50%，也就是超過400Wh/kg的電池。
同年9月，在特斯拉電池日臨近的活動預(yù)告頁面上，特斯拉發(fā)布了電池日活動的注冊頁面，頁面背景圖片是一種新電池材料――硅納米線的結(jié)構(gòu)圖。
硅納米線作為一種已知技術(shù)，可以解決硅本身在電池應(yīng)用中易膨脹、破碎和循環(huán)方面的痛點(diǎn)。
不過，在當(dāng)年的“電池日”上，特斯拉并未公布關(guān)于硅納米技術(shù)的任何內(nèi)容，只是提到在未來的電池負(fù)極材料中，尤其是4680電池中會逐步提高硅負(fù)極材料的應(yīng)用占比，以提升電池性能。
彼時，有業(yè)內(nèi)人士就指出，Amprius公司與特斯拉的關(guān)系非常玄妙，Amprius辦公選址就在特斯拉的電池制造工廠附近，有消息甚至稱其將辦公室搬到了特斯拉的電池實(shí)驗(yàn)室里。
如前所述，理論上硅作為負(fù)極材料相較石墨可以大幅提升電池能量密度，一直被認(rèn)為是下一代主流負(fù)極材料路線之一，但由于硅在充放電過程中體積變化極大，容易破碎，因此應(yīng)用存在難點(diǎn)。
斯坦福大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)，利用納米技術(shù)，能夠在微小的硅納米線中存儲鋰，這些納米線的厚度約為一張紙的千分之一，硅納米線吸收鋰后仍會膨脹，但納米技術(shù)可防止硅破裂，可以實(shí)現(xiàn)市場上最高的能量/功率比。
Amprius公司創(chuàng)始人崔屹，是斯坦福大學(xué)華人教授，一直從事的就是納米材料合成方向，并率先將納米技術(shù)與電池結(jié)合起來。
綜上可以看出，Amprius公司宣稱的450Wh/kg鋰電池，從材料應(yīng)用方面看，目前應(yīng)該是在負(fù)極上依托硅納米技術(shù)，大量使用硅負(fù)極替代了石墨。不過，這一電池目前在成本、循環(huán)、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程等諸多方面的表現(xiàn)還有待觀察，何時量產(chǎn)目前還沒有比較明確的時間表。如果真的跟特斯拉關(guān)系不一般，那么“特斯拉殺手”就無從談起，即使跟特斯拉沒有關(guān)系，那么“吊打特斯拉”可能也只是宣傳的噱頭。
不過，從這里我們也可以看到，硅在鋰電池負(fù)極材料中大有可為，無論是國內(nèi)企業(yè)，還是國外企業(yè)，都在加速這一材料的應(yīng)用。尤其是在中國市場，未來幾年預(yù)計將是硅負(fù)極材料滲透率快速提升的階段。
2021年，包括蔚來、廣汽埃安、智己汽車等車企都在代表車型上應(yīng)用了使用硅負(fù)極材料的動力電池，特斯拉在2170和4680電池中也都開始使用含硅的負(fù)極材料。
例如，廣汽埃安Aion LX已入選國家工業(yè)和信息化部2021年第10批新能源汽車推薦目錄，采用海綿硅負(fù)極片電池技術(shù)，NEDC續(xù)航高達(dá)1008km。
電池端，2月19日，特斯拉宣布，其已在位于加利福尼亞州的試點(diǎn)工廠生產(chǎn)了100萬顆4680電池。這也證明特斯拉自產(chǎn)電池已經(jīng)正式投產(chǎn)，硅負(fù)極使用開始快速起量;國軒高科在2021年年初發(fā)布了能量密度達(dá)到210Wh/kg的磷酸鐵鋰電芯，是其首次在磷酸鐵鋰電池中成功應(yīng)用硅負(fù)極材料，此外，國軒高科使用硅負(fù)極材料的半固態(tài)三元電池，能量密度已在360Wh/kg附近，另外國軒高科目前已具備5000噸硅碳負(fù)極材料的生產(chǎn)能力;智己汽車電池供應(yīng)商來自寧德時代，表明寧德時代也已經(jīng)在高性能電池上導(dǎo)入硅負(fù)極產(chǎn)品。
另外，包括孚能科技、億緯鋰能、衛(wèi)藍(lán)新能源、力神電池、星恒電源、比克電池等多家電池企業(yè)在這方面也正快速推進(jìn)。
國外方面，除了特斯拉，三星SDI此前表示將在2021年推出含硅量7%的第二代電池，2024年發(fā)布含硅量10%的第三代電池。
“春江水暖鴨先知”，作為上游材料企業(yè)，正基于市場需求研判，以及電池客戶的訂單，加碼硅負(fù)極材料產(chǎn)能的布局。
2月16日，貝特瑞發(fā)布公告稱，公司擬在深圳市光明區(qū)內(nèi)投資建設(shè)年產(chǎn)4萬噸硅基負(fù)極材料項(xiàng)目，項(xiàng)目預(yù)計總投資50億元。其中，一期計劃于2023年12月底前建成投產(chǎn)年產(chǎn)1.5萬噸硅基負(fù)極材料產(chǎn)能。
2021年11月，硅寶科技宣布，將在四川彭山經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)設(shè)立全資子公司硅寶科技(眉山)新能源科技有限公司建設(shè)1萬噸/年鋰電池用硅碳負(fù)極材料。
去年12月，石大勝華宣布，將投資7.3億元建設(shè)2萬噸硅基負(fù)極材料項(xiàng)目。
此外，包括璞泰來、巴斯夫杉杉、中科電氣、天目先導(dǎo)、壹金新能源、格龍新材料、正拓新能源、翔豐華、新安化工等多家材料企業(yè)也已經(jīng)布局硅負(fù)極材料產(chǎn)能，預(yù)計接下來會進(jìn)一步擴(kuò)大產(chǎn)能。
在新能源汽車行業(yè)高速發(fā)展的背景下，消費(fèi)者對新能源汽車的續(xù)航里程提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)，相對應(yīng)的硅基負(fù)極材料在電池應(yīng)用中的需求也將快速起量，硅負(fù)極產(chǎn)業(yè)也迎來了快速發(fā)展期。而由此帶動的電池性能提升，勢必將推動高端電動汽車在相應(yīng)市場的快速滲透。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載自其它媒體的文章及圖片，目的在于弘揚(yáng)石油化工精神，傳遞更多石油化工信息，宣傳國家石油化工政策，推廣石油化工企業(yè)品牌和產(chǎn)品，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點(diǎn)和對其真實(shí)性負(fù)責(zé)，在此我們謹(jǐn)向原作者和原媒體致以敬意。如果您認(rèn)為本站文章及圖片侵犯了您的版權(quán)，請與我們聯(lián)系，我們將第一時間刪除。
