硅基负极，锂电池技能新方向？

跟着动力电池工业向纵深开展，且商场格式已开端成型，新企业无论是想要融资，仍是开展，最好的途径便是以技能去“推翻”现有的干流道路。

关于名不见经传的企业来说，这一招依然很吃香。

近来，美国加利福尼亚的一家Amprius公司宣告，现已出产出了一批超高能量密度的锂电池，单体电芯能量密度到达450Wh/kg，比特斯拉Model 3的电芯能量密度高出73%。有媒体用“吊打”“完胜”，乃至“特斯拉杀手”来描述。

殊不知，这家公司的出资者中很或许就有特斯拉。

据介绍，Amprius公司对外声称做到450Wh/kg的高能量密度锂电池，主要是选用了硅纳米线技能，使得负极材猜中能够很多运用硅资料。而硅自身相较于现在干流的石墨负极，就有着超高的克容量(硅理论质量比容量约 4200mAh/g，而石墨仅为 372 mAh/g)，根据硅纳米线技能，使得硅在负极材猜中的占比大幅提高，从而完成了超越400Wh/kg的单体能量密度。

实际上，Amprius公司的硅纳米技能，或与特斯拉现已有着比较久的协作运用。

在2020年8月，特斯拉CEO马斯克在交际媒体上标明特斯拉会在3-4年内批量出产寿数更长、并且能量密度高出其时电芯能量密度50%，也便是超越400Wh/kg的电池。

同年9月，在特斯拉电池日接近的活动预告页面上，特斯拉发布了电池日活动的注册页面，页面布景图片是一种新电池资料――硅纳米线的结构图。

硅纳米线作为一种已知技能，能够处理硅自身在电池运用中易胀大、破碎和循环方面的痛点。

不过，在当年的“电池日”上，特斯拉并未发布关于硅纳米技能的任何内容，仅仅说到在未来的电池负极材猜中，尤其是4680电池中会逐步提高硅负极资料的运用占比，以提高电池功能。

彼时，有业内人士就指出，Amprius公司与特斯拉的联系十分奥妙，Amprius工作选址就在特斯拉的电池制作工厂邻近，有音讯乃至称其将工作室搬到了特斯拉的电池试验室里。

如前所述，理论上硅作为负极资料相较石墨能够大幅提高电池能量密度，一向被认为是下一代干流负极资料道路之一，但由于硅在充放电过程中体积改变极大，简单破碎，因而运用存在难点。

斯坦福大学的研究人员发现，运用纳米技能，能够在细小的硅纳米线中存储锂，这些纳米线的厚度约为一张纸的千分之一，硅纳米线吸收锂后仍会胀大，但纳米技能可防止硅决裂，能够完成商场上最高的能量/功率比。

Amprius公司创始人崔屹，是斯坦福大学华人教授，一向从事的便是纳米资料组成方向，并率先将纳米技能与电池结合起来。

综上能够看出，Amprius公司声称的450Wh/kg锂电池，从资料运用方面看，现在应该是在负极上依托硅纳米技能，很多运用硅负极代替了石墨。不过，这一电池现在在本钱、循环、工业化进程等诸多方面的体现还有待调查，何时量产现在还没有比较清晰的时间表。假如真的跟特斯拉联系不一般，那么“特斯拉杀手”就无从谈起，即便跟特斯拉没有联系，那么“吊打特斯拉”或许也仅仅宣扬的噱头。

不过，从这儿咱们也能够看到，硅在锂电池负极材猜中大有可为，无论是国内企业，仍是国外企业，都在加快这一资料的运用。尤其是在中国商场，未来几年估计将是硅负极资料浸透率快速提高的阶段。

2021年，包含蔚来、广汽埃安、智己轿车等车企都在代表车型上运用了运用硅负极资料的动力电池，特斯拉在2170和4680电池中也都开端运用含硅的负极资料。

例如，广汽埃安Aion LX已当选国家工业和信息化部2021年第10批新能源轿车引荐目录，选用海绵硅负极片电池技能，NEDC续航高达1008km。

电池端，2月19日，特斯拉宣告，其已在坐落加利福尼亚州的试点工厂出产了100万颗4680电池。这也证明特斯拉自产电池现已正式投产，硅负极运用开端快速起量;国轩高科在2021年年头发布了能量密度到达210Wh/kg的磷酸铁锂电芯，是其初次在磷酸铁锂电池中成功运用硅负极资料，此外，国轩高科运用硅负极资料的半固态三元电池，能量密度已在360Wh/kg邻近，别的国轩高科现在已具有5000吨硅碳负极资料的出产能力;智己轿车电池供货商来自宁德年代，标明宁德年代也现已在高功能电池上导入硅负极产品。

别的，包含孚能科技、亿纬锂能、卫蓝新能源、力神电池、星恒电源、比克电池等多家电池企业在这方面也正快速推进。

国外方面，除了特斯拉，三星SDI此前标明将在2021年推出含硅量7%的第二代电池，2024年发布含硅量10%的第三代电池。

“春江水暖鸭先知”，作为上游资料企业，正根据商场需求研判，以及电池客户的订单，加码硅负极资料产能的布局。

2月16日，贝特瑞发布公告称，公司拟在深圳市光亮区内出资建造年产4万吨硅基负极资料项目，项目估计总出资50亿元。其间，一期方案于2023年12月底前建成投产年产1.5万吨硅基负极资料产能。

2021年11月，硅宝科技宣告，将在四川彭山经济开发区建立全资子公司硅宝科技(眉山)新能源科技有限公司建造1万吨/年锂电池用硅碳负极资料。

上一年12月，石大胜华宣告，将出资7.3亿元建造2万吨硅基负极资料项目。

此外，包含璞泰来、巴斯夫杉杉、中科电气、天目先导、壹金新能源、格龙新资料、正拓新能源、翔丰华、新安化工等多家资料企业也现已布局硅负极资料产能，估计接下来会进一步扩展产能。

在新能源轿车行业高速开展的布景下，顾客对新能源轿车的续航路程提出了更高的规范，相对应的硅基负极资料在电池运用中的需求也将快速起量，硅负极工业也迎来了快速开展期。而由此带动的电池功能提高，势必将推进高端电动轿车在相应商场的快速浸透。