华为又公布了一项关于锂电池材料的新专利,这次涉及锂电池负极材料。
11月15日,国家知识产权局披露,华为公开了一项硅基负极材料专利,名称为“硅基负极材料及制备方法、电池及终端”。该专利主要解决硅基材料膨胀效应过大导致电池循环性能低下的问题,提高负极的循环稳定性。
专利表明,采用本发明的硅基负极材料制备的电池与现有的传统硅氧/碳复合负极材料制备的电池相比,其循环性能得到了显着提高。充满电时极片膨胀率明显降低,循环600次后,电芯膨胀率明显降低。
另外,在高硅氧比硅基颗粒表面设置导电层,可以提高高硅氧比硅基颗粒的导电率,改善界面。含硅基体与两种不同硅氧比结构的硅基颗粒之间的电导率;同时,它可以在高硅氧比的硅基颗粒表面形成限制层,有效减少因锂脱嵌而引起的体积膨胀。
固态电池有望拓展硅基负极应用
目前商用锂离子电池主要采用石墨作为负极材料,理论比容量为372mAh/g,而硅基材料的理论比容量高达4200mAh/g,约为石墨的10倍。石墨负极。
然而,硅基负极在充放电过程中体积膨胀率较高。其最大体积膨胀率高达300%,远高于石墨阳极的10%~12%。因此,硅基阳极的循环寿命低于石墨阳极。硅基负极的循环寿命为300~500次,远低于石墨负极的1500次以上。这是目前限制硅基阳极大规模使用的瓶颈之一。
近来,固态电池可以说是汽车行业最热门的话题之一。 A股市场,固态电池相关个股大幅上涨。固态电池产业化要全面落地,首先要攻克材料问题。
负极材料也是固态电池的关键创新之一。目前石墨负极材料的可逆比容量已接近理论比容量372mAh/g。因此,为了提高锂电池的能量密度,需要开发具有更高比容量的负极材料。硅基负极的理论比容量是石墨的10倍,是目前已知比容量最高的锂离子电池负极材料。采用硅基负极材料的锂电池质量能量密度可提高8%以上,同时电池每千瓦时成本可降低至少3%。
此外,固态电池系统可以更好地抑制硅负极的缺点。例如,在硫化物体系中,电解质具有较高的离子电导率,可以有效促进硅阳极板中的离子扩散,缓冲硅阳极的体积变化。
随着硅基负极等新型负极材料技术逐渐成熟,其出货量和市场份额逐渐提升。东莞证券援引EVTank数据显示,以硅基负极为代表的新型负极材料出货量大幅增长。 2023年出货量将接近6万吨,其在整体负极材料出货量中的占比进一步提升至3.4%。 。
负极材料企业普遍布局硅基赛道
不少企业看好硅基负极在固态电池领域的应用。
陶氏科技在近期的电话会议中表示,硅碳负极有望成为未来固态电池的主流负极应用方案。北京李尔也表示,固态电池硅碳负极材料的需求较传统电池将大幅增长。滨海能源认为,石墨+硅材料预计仍将是未来五年的主流路线。随着能量密度需求的提高,硅的含量会逐渐增加。南都电源表示,该公司的固态电池基于超高镍三元正极和硅碳负极系统。
产业布局方面,负极材料相关企业在硅基负极领域均有布局。
四宝科技建成1000吨/年硅碳负极材料中试生产线。翔丰华的碳硅阳极目前正在进行中试,以期为客户提供支持。科达制造表示,已针对硅碳负极技术做好了相应的技术储备。普泰利在硅碳负极和锂金属负极方面积极布局。庐山新材料开发出用于固态锂电池的硅碳负极功能粘结材料。尚泰科技已获得多项硅基负极材料及其他固态电池相关的发明专利。北京李尔已向一些电池制造商供应了数百公斤硅碳负极材料。上海西霸今年6月公告称,拟投资3.8亿元建设均质硅碳负极材料项目。
从市场情况看,10月份以来,中科电气涨幅超过46%,位居第一,陶氏科技、贝特瑞、尚泰科技等涨幅均超过20%。科达制造和杉杉股份自10月份以来仍在下跌。
从机构关注度来看,尚泰科技、珠海冠宇、普提莱关注度较高,均被超过10家机构评级。此外,10月以来多只个股接受机构调查,透露出硅基阳极的布局进展。
尚泰科技已收到两次机构调查。调研中,该公司表示,硅碳负极材料是尚泰科技2024年重点研发方向之一,已建立了成熟的技术团队,并建设了相应的中试生产线。
硅宝科技接受了一项调查。公司透露,5万吨/年硅碳负极材料及锂电池专用粘合剂项目已完成基础设施建设,1000吨/年硅碳负极材料中试生产线正常生产。和稳定的供应。
陶氏科技在11月14日的调查中表示,该公司的硅碳负极已小批量出货至一家固态电池工厂,同时也已向泰兰、盟固利等主流固态电池厂商寄送样品。