在固態電池領域，又傳來新的突破。11月15日，國家智慧財產權局披露，華為公開了矽基負極材料的專利，名稱為《矽基負極材料及其製備方法、電池和終端》。該專利主要解決了矽基材料因膨脹效應過大導致電池迴圈效能低的問題，提高負極的迴圈穩定性。
專利顯示，採用該發明實施矽基負極材料製備的電池相對現有傳統矽氧/碳複合負極材料製備的電池，其迴圈效能得到明顯提升，充滿電狀態時電極片的膨脹率明顯降低，迴圈600次後電芯的膨脹率明顯降低。
另外，高矽氧比矽基顆粒表面導電層的設定可以提高高矽氧比矽基顆粒的電導率，提高含矽基體和矽基顆粒兩種不同矽氧比結構間的介面電導率；同時可以在高矽氧比矽基顆粒表面形成限制層，有效降低脫嵌鋰造成的體積膨脹。
固態電池產業化有望加速推進
全固態電池是電池技術路線的終極目標，而固態電池產業化全面落地，材料要率先攻克。負極材料作為是固態電池的關鍵創新環節之一，目前石墨負極材料的可逆比容量已接近理論比容量372mAh/g。矽基負極理論上比容量是的10倍。
值得注意的是，矽基負極在充放電過程中體積膨脹率高，其最大體積膨脹率高達300%，遠高於石墨負極的10%~12%。因此，矽基負極迴圈壽命相比石墨負極更低。矽基負極的迴圈壽命為300~500次，遠低於石墨負極的1500次以上。
而此次，華為的《矽基負極材料及其製備方法、電池和終端》專利實現了重大的突破，突破了矽基負極迴圈壽命300-500次的限制，提高到了600次，關鍵是膨脹率顯著下降至石墨烯負極10%—12%的範圍，這也就意味著固態電池的產業化有望加速。
從各大龍頭企業研發或專案進度看，11月6日，有訊息稱寧德時代全固態電池開始樣品驗證，團隊已超 1000 人。寧德時代董事長曾毓群曾將固態電池研發進度分為9個等級，並透露公司目前處於等級4，目標是在2027年提高到7-8級，實現全固態電池的小批次生產；清陶能源半固態電池搭載上汽智己車型，公司正在推動 2025 年固態電池“10 萬輛級”量產落地；衛藍新能源北京固態電池專案已於10月開工，董事長俞會根表示，全固態電池2027年在整車上進行小規模驗證是完全可能的；億緯鋰能預計將在2026年推出全固態電池。
主流負極材料公司普遍佈局矽基賽道
多家公司看好矽基負極在固態電池領域的應用。
道氏技術在日前的電話會議上表示，矽碳負極有望成為未來固態電池主流的負極應用方案。北京利爾也表示，固態電池對於矽碳負極材料的需求相較於傳統電池將會顯著增加。濱海能源認為，預計未來五年內石墨+矽材料仍是主流路線，隨著能量密度需求的提升，矽的含量會逐步增加。南都電源就表示，公司的固態電池基於超高鎳三元正極和矽碳負極體系。
而國內主流負極材料企業包括貝特瑞、杉杉股份、璞泰來、勝華新材、國軒高科、凱金能源、矽寶科技、天目先導、蘭溪致德等均在積極建設矽基負極材料產能。國外企業主要包括日本信越化學、韓國大洲、美國Group14等。
隨著矽基負極等新型負極材料的技術逐步成熟，其出貨量和市場佔有率也逐步提升。東莞證券援引EVTank資料顯示，以矽基負極為代表的新型負極材料出貨量增長明顯，2023年出貨量已接近6萬噸，在整體負極材料中的出貨量佔比進一步提升至3.4%。
根據中商產業研究院，預計2025年全球矽基負極材料整體市場規模有望達300億元。
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