Пробивайки 300Wh/kg, индустриализацията на силициево-въглеродния анод се ускорява

Като мощен инструмент за пробиване през оковите на енергийната плътност на батерията, процесът на индустриализация на базирани на силициеви материали за отрицателни електроди се ускорява. Досега, много автомобилни компании включително Tesla, BYD, NIO, SAIC Zhiji, GAC Aion, Mercedes-Benz, и Zeekr са вече започнаха или предстоят да инсталират захранващи батерии базирани на силиций отрицателни електроди. Водещи производители на батерии като CATL, EVE Energy, и Guoxuan High-tech също внедриха sсилициеви отрицателни електродни захранващи батерийни продукти.

"Базираният на отрицателен електрод на силиций е новият тип материал за отрицателен електрод най-вероятно да се използва в голям мащаб в бъдещето, и неговото приложение се превръща в бойно поле за диференциация на производителност на батерията." Индустриалните организации анализират че се предсказва че до 2025, глобалното търсене на базирани на силиций отрицателни електродни материали се очаква да достигне 200,000 тона, от които коефициентът на проникване в потребителските батерии се очаква да достигне 50%, съответстващо на търсене от около 70,000 тона; скоростта на проникване в цилиндрични и квадратни мощни батерии ще достигне 35% и 20% съответно, съответстващо на a търсене от около 130,000 тона.

Тъй като компаниите за електрически автомобили продължават да увеличават техните изисквания за мощност на батерии енергийна плътност, Northeast Securities вярва че преходът на литиевата батерия отрицателни електродни материали от графитни системи до базирани на силиций отрицателни електроди ще бъдат бъдещата посока на технологичните надстройки. В бъдещето, системата на базирани на силиций отрицателни електроди в комбинация с високо никелови тройни материали може да стане една от основните тенденции развитие, и индустриализацията на силиций базирани отрицателни електроди е на път да дойдат.

01

Лидерите на батерии са по-оптимистични за маршрута на технологиите

Ефективността на материалите базирани на силиций е изключително изключителна, и те могат да постигнат а "размерност намаляване атака" на настоящите масови графитни материали . Теоретично, специфичният капацитет на графитните отрицателни електродни материали е 372mAh/g, и действителните масово произведени продукти са достигнали 360mAh/g, което е доближило теоретичната максимална стойност и по същество достигнало граничното ниво на индустриализация. The теоретичен капацитет в грамове на силициев отрицателен електрод може да бъде колкото 4200mAh/g, което е повече от 10 пъти това на графитните материали .

Понастоящем, много компании са разработили батерии с енергийна плътност над 300Wh/kg, именно защото те използват комбинация от високо никел и силициеви отрицателни електродни материали. Например, допълнената силиций литиева батерия от CATL използвана в SAIC Zhiji има енергия на клетка плътност от над 300Wh/kg; NIO освободен а 150kWh батериен комплект която използва неорганична предварителна литиране силициево-въглеродна отрицателна електродна технология, с a клетъчна енергийна плътност от 360Wh/kg.

Според индустрията инсайдери, базирани на силиций отрицателни електродни материали основно включват две технически посоки: силиций-въглерод и силиций-кислород. В момента, силиций-кислород технологията е зряла но има ниска горна лимит, "основните ограничения са първото зареждане и разреждане ефективност и енергийна плътност (горната граница на грам капацитет е сравнително ниска)", и sсилициево-въглероден отрицателен електрод с висока първа ефективност е средно- и дългосрочният избор за фабриките за батерии.

Въпреки това, силициево-въглеродните отрицателни електроди също имат недостатъците на голямо разширяване и лоша производителност на цикъла. Разбира се ,че се дължи на материала характе е толкова високо колкото 300%, което е много по-високо от 10-12% на графитните отрицателни електроди. В добавка, текущият общ цикличен живот на силициево-въглеродни отрицателни електроди е 300-500 пъти, докато цикличният живот на изкуствен графит отрицателни електроди може да надхвърли 3,000 пъти. Това също влияе на процеса на индустриализация на силициево-въглеродни отрицателни електроди.

Индустрията търси технологични пробиви. Tianfeng Securities посочи че поради по-добрата консистенция, скоростта на разширяване на порестия силициев въглерод композитните материали приготвени чрез химическо отлагане изпарения (CVD) е по-ниска, и съответстващата производителност на цикъл също е значително подобрена. "От гледна точка на подобряване на енергийната плътност в среден и дългосрочен срок, CATL насърчава производителите на материали да разработят силициево-въглеродни отрицателни електроди, особено химични методи отлагане на пари," от агенцията казаха.

Разбира се, поради сравнително сложния процес технология на CVD отлагане на силициево-въглеродни отрицателни електродни материали, високи изисквания за стабилност на продукта% 2c и фактът че суровините все още не са произведени масово, то има висок праг и цена.

02

Масовото производство се ускорява

Понастоящем, много производители на материали inувеличават своите инвестиции в силициево-въглеродни анодни проекти. Според непълна статистика от индустриални организации, от от началото на 2023 до септември тази година, повече от 400,000 тона силициево-въглероден аноден материал производствен капацитет на планиране проекти са стартира, включваща инвестиция от над 20 милиарда юана. Водещи производители като B&T, Shanshan Co., Ltd ., и Putailai са направили планове.

На септември 15, първата партида от производствени линии на Anhui Bondrui Нано-мащаб Silicon-Carbon Anode Materials and Slurry Conductive Project беше пусната в производство. Съобщено е че общата инвестиция на проекта е около 6 милиарда юана. След завършване, може да произведе 50% 2c000 тона наномащабни силициево-въглеродни анодни материали и 200,000 тона поддържащи нови проводящи агенти годишно.

Според Battery China, Shanshan Co., Ltd., водеща компания за материали за отрицателни електроди, е направила пробиви в ядрото технология на масов синтез на базирани на силиций отрицателни електродни материали прекурсори and постигната масова доставка на базирани на силиций отрицателни електроди. Компанията има също изградена 40,000-тона интегрирана капацитет за производство на силиций на отрицателни електроди в Нингбо, и първата фаза на проекта се очаква да бъде пуснат в пробно производство през втората половина на тази година.

Друг лидер в материалите , BYD Battery, понастоящем има силициево-въглероден отрицателен електрод производителен капацитет от 5,000 тона/година, и компанията също е инвестирала 5 милиарда юана за изграждане на проект с годишно производство от 40,000 тона базиран на силиций отрицателен електрод материали . Първата фаза на проекта се очаква да завърши и пусне в производство през 2024 г. Очаква се че до 2028 то ще има базиран на силиций производствен капацитет от около 50,000 тона/годишно.

Според Putailai, компанията's CVD отложени силициево-въглеродни анодни продукти са въведени плавно на потребителски клиенти , и капацитетът на пилотната линия е на къс. Компанията ускорява изграждането на капацитета на Anhui Zichen's 12,000 тона/годишно проект за аноден материал на базата на силиций, и се очаква първата партида от производствен капацитет да се формира в началото 2025 г.

В добавка, Dow Technology разкри че нейните силициево-кислородни отрицателни електродни материали и нови газофазови силициево-въглеродни отрицателни електродни материали са изпратени за оценка и са признати от някои клиенти. Zhongke Electric разкри че неговият силициево-въглероден отрицателен електрод е завършил пилотната производствена линия, и някои продукти са изпратени на клиенти за тест и признати. Xiangfenghua каза че силициево-въглеродните отрицателни електродни материали продукти разработени от нейната компания са в пилотен етап и имат условия за индустриализация. Binhai Energy разкри че нейните силициево-въглеродни продукти са завършили определянето от малки тестови условия.

Индустрията като цяло е оптимистична относно перспективите за приложение на силициево-въглеродни аноди. Според гледната на инсайдери от индустрията, с непрекъснатото усъвършенстване на силициево-въглеродна анодна технология, непрекъснато развитие и намаляване на разходите на суровини, и по-нататъшно изследване на съотношението на смесване на силиций -въглеродни аноди, силициеви-въглеродни анодни продукти ще продължат да разрастват в областта на мощните батерии в бъдещето, и CVD отложен силиций -въглеродните аноди също ще покажат своята мощност, помагайки за непрекъснато подобряване на производителността на захранването батерии.