華為又公布鋰電池材料方面的新專利，此次涉及鋰電負(fù)極材料。
11月15日，國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局披露，華為公開了硅基負(fù)極材料的專利，名稱為《硅基負(fù)極材料及其制備方法、電池和終端》。該專利主要解決了硅基材料因膨脹效應(yīng)過(guò)大導(dǎo)致電池循環(huán)性能低的問(wèn)題，提高負(fù)極的循環(huán)穩(wěn)定性。
專利顯示，采用該發(fā)明實(shí)施硅基負(fù)極材料制備的電池相對(duì)現(xiàn)有傳統(tǒng)硅氧/碳復(fù)合負(fù)極材料制備的電池，其循環(huán)性能得到明顯提升，充滿電狀態(tài)時(shí)電極片的膨脹率明顯降低，循環(huán)600次后電芯的膨脹率明顯降低。
此外，高硅氧比硅基顆粒表面導(dǎo)電層的設(shè)置可以提高高硅氧比硅基顆粒的電導(dǎo)率，提高含硅基體和硅基顆粒兩種不同硅氧比結(jié)構(gòu)間的界面電導(dǎo)率；同時(shí)可以在高硅氧比硅基顆粒表面形成限制層，有效降低脫嵌鋰造成的體積膨脹。
固態(tài)電池有望擴(kuò)大硅基負(fù)極的應(yīng)用
目前商業(yè)化的鋰離子電池主要采用石墨作為負(fù)極材料，其理論比容量為372mAh/g，而硅基材料的理論比容量高達(dá)4200mAh/g，是石墨負(fù)極的10倍左右。
不過(guò)，硅基負(fù)極在充放電過(guò)程中體積膨脹率高，其最大體積膨脹率高達(dá)300%，遠(yuǎn)高于石墨負(fù)極的10%~12%，因此，硅基負(fù)極循環(huán)壽命相比石墨負(fù)極更低。硅基負(fù)極的循環(huán)壽命為300~500次，遠(yuǎn)低于石墨負(fù)極的1500次以上。這是目前限制硅基負(fù)極大規(guī)模使用的瓶頸之一。
近期，固態(tài)電池可以說(shuō)是汽車圈中最熱的話題之一，A股市場(chǎng)上，固態(tài)電池相關(guān)個(gè)股大幅上漲。固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化全面落地，材料方面首先要攻克。
負(fù)極材料也是固態(tài)電池的關(guān)鍵創(chuàng)新環(huán)節(jié)之一。目前石墨負(fù)極材料的可逆比容量已接近理論比容量372mAh/g。因此為提升鋰電池的能量密度，需開發(fā)更高比容量的負(fù)極材料。硅基負(fù)極理論比容量是石墨的10倍，是目前已知比容量最高的鋰離子電池負(fù)極材料。采用硅基負(fù)極材料的鋰電池質(zhì)量能量密度可以提升8%以上，同時(shí)每千瓦時(shí)電池的成本可以下降至少3%。
另外，固態(tài)電池體系可以較好抑制硅負(fù)極的缺點(diǎn)，比如在硫化物體系中，電解質(zhì)具有較高的離子電導(dǎo)率，可以有效促進(jìn)硅負(fù)極極片中離子擴(kuò)散，可以緩沖硅負(fù)極的體積變化。
隨著硅基負(fù)極等新型負(fù)極材料的技術(shù)逐步成熟，其出貨量和市場(chǎng)占有率也逐步提升。東莞證券援引EVTank數(shù)據(jù)顯示，以硅基負(fù)極為代表的新型負(fù)極材料出貨量增長(zhǎng)明顯，2023年出貨量已接近6萬(wàn)噸，在整體負(fù)極材料中的出貨量占比進(jìn)一步提升至3.4%。
負(fù)極材料公司普遍布局硅基賽道
多家公司看好硅基負(fù)極在固態(tài)電池領(lǐng)域的應(yīng)用。
道氏技術(shù)在日前的電話會(huì)議上表示，硅碳負(fù)極有望成為未來(lái)固態(tài)電池主流的負(fù)極應(yīng)用方案。北京利爾也表示，固態(tài)電池對(duì)于硅碳負(fù)極材料的需求相較于傳統(tǒng)電池將會(huì)顯著增加。濱海能源認(rèn)為，預(yù)計(jì)未來(lái)五年內(nèi)石墨+硅材料仍是主流路線，隨著能量密度需求的提升，硅的含量會(huì)逐步增加。南都電源就表示，公司的固態(tài)電池基于超高鎳三元正極和硅碳負(fù)極體系。
在產(chǎn)業(yè)布局上，負(fù)極材料相關(guān)公司在硅基負(fù)極都有布局。
硅寶科技已建成1000噸/年硅碳負(fù)極材料中試生產(chǎn)線。翔豐華的碳硅負(fù)極目前正在進(jìn)行客戶配套中試。科達(dá)制造表示對(duì)硅碳負(fù)極技術(shù)做了相應(yīng)的技術(shù)儲(chǔ)備。璞泰來(lái)在硅碳負(fù)極和鋰金屬負(fù)極方面進(jìn)行了積極的布局。鹿山新材開發(fā)了固態(tài)鋰電池用硅碳負(fù)極功能粘結(jié)材料。尚太科技已獲得多件與硅基負(fù)極材料等與固態(tài)電池相關(guān)的發(fā)明專利。北京利爾已實(shí)現(xiàn)對(duì)部分電池廠商硅碳負(fù)極材料百公斤級(jí)的供貨。上海洗霸今年6月公告擬3.8億元投建均質(zhì)硅碳負(fù)極材料項(xiàng)目。
從行情來(lái)看，10月以來(lái)，中科電氣漲幅超46%，位居第一，道氏技術(shù)、貝特瑞、尚太科技等漲幅超過(guò)20%。科達(dá)制造、杉杉股份10月以來(lái)仍為下跌狀態(tài)。
從機(jī)構(gòu)關(guān)注度來(lái)看，尚太科技、珠海冠宇、璞泰來(lái)的關(guān)注度較高，均有10家以上機(jī)構(gòu)評(píng)級(jí)。此外，多只個(gè)股10月以來(lái)接受了機(jī)構(gòu)調(diào)研，透露硅基負(fù)極的布局進(jìn)展。
尚太科技接受了2次機(jī)構(gòu)調(diào)研，在調(diào)研中，公司表示硅碳負(fù)極材料作為尚太科技2024年重點(diǎn)研發(fā)方向之一，已經(jīng)組建了成熟的技術(shù)團(tuán)隊(duì)，并構(gòu)建相應(yīng)中試生產(chǎn)線。
硅寶科技接受了1次調(diào)研，公司透露5萬(wàn)噸/年鋰電池用硅碳負(fù)極材料及專用粘合劑項(xiàng)目已完成基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，1000噸/年硅碳負(fù)極材料中試生產(chǎn)線已在正常生產(chǎn)和穩(wěn)定供貨。
道氏技術(shù)在11月14日接受調(diào)研時(shí)表示，目前公司硅碳負(fù)極已向某固態(tài)電池廠小批量出貨，也已送樣太藍(lán)、盟古利等主流固態(tài)電池廠商。
