Superando i 300 Wh/kg, l’industrializzazione dell’anodo di silicio-carbonio accelera

Poiché un potente strumento per sfondare le catene della batteria energia densità, il processo di industrializzazione di materiali a elettrodo negativo a base di silicio sta accelerando. Finora, molte aziende automobilistiche tra cui Tesla, BYD, NIO, SAIC Zhiji, GAC Aion, Mercedes-Benz, e Zeekr hanno già avviato o sono in pronto a installare batterie a base di elettrodo negativo alimentazione batterie. Produttori leader di batterie come CATL, EVE Energy, e Guoxuan high-tech hanno anche distribuito prodotti a base di silicio negativo elettrodo alimentazione batteria .

"L'elettrodo negativo a base di silicio è il nuovo tipo di materiale per elettrodo negativo con più probabilità di essere utilizzato su una grande scala in il futuro, e la sua applicazione sta diventando un campo di battaglia per la differenziazione delle prestazioni della batteria." L'industria organizzazioni ha analizzato che è previsto che entro il 2025, si prevede che la domanda globale di materiali elettrodici negativi a base sia raggiunti 200,000 tonnellate, di quale il tasso di penetrazione nelle batterie di consumo si prevede raggiunga il 50%, corrispondente a una domanda di circa 70,000 tonnellate; il tasso di penetrazione in batterie di potenza cilindriche e quadrate raggiunge il 35% e 20% rispettivamente, corrispondente a a domanda di circa 130,000 tonnellate.

Mentre le aziende di veicoli elettrici continuano ad aumentare il loro fabbisogno di potenza batteria energia densità, Nordest titoli ritiene che la transizione della batteria al litio materiali elettrodi negativi da sistemi di grafite a elettrodi negativi a base di silicio saranno la direzione futura degli aggiornamenti tecnologici. Nel futuro, il sistema di elettrodi negativi a base di silicio combinati con materiali ternari ad alto contenuto di nichel potrebbero diventare uno dei principali trend di sviluppo , e la industrializzazione del silicio -basato elettrodi negativi sta sta per venire.

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I leader della batteria sono più ottimisti sul percorso tecnologico

Le prestazioni dei materiali a base di silicio sono estremamente eccezionali, e che possono ottenere a "dimensionalità riduzione attacco" sui materiali attuali di grafite tradizionali  . Teoricamente, la capacità specifica dei materiali elettrodo negativo in grafite è 372mAh/g, e il i prodotti effettivi di serie hanno raggiunto 360mAh/g, che si ha avvicinato al valore massimo teorico e sostanzialmente raggiunto il livello limite di industrializzazione. Il teorica grammo capacità di silicio elettrodo negativo può essere alta come 4200mAh/g, che è più di 10 volte quella di materiali di grafite .

Attualmente, molte aziende hanno sviluppato batterie con densità di energia superanti 300Wh/kg, proprio perché usano una combinazione di alto nichel e materiali elettrodi negativi in silicio. Per esempio, la batteria drogata con silicio integrata con litio da CATL usata in SAIC Zhiji ha una cella energia densità di oltre 300Wh/kg; NIO rilasciato a batteria da 150kWh pacchetto che utilizza inorganico pre-litiazione silicio-carbonio elettrodo negativo tecnologia, con a cella energia densità di 360Wh/kg.

Secondo gli interessati del industria , materiali elettrodi negativi a base di silicio principalmente includono due indicazioni tecniche: silicio-carbonio e silicio-ossigeno. Attualmente, silicio-ossigeno la tecnologia è matura ma ha un limite basso superiore, "le limitazioni principali sono la prima carica e scarica efficienza e densità energetica (il limite superiore di grammi capacità è relativamente bassa)", e elettrodo negativo silicone-carbonio con alta prima efficienza è la scelta a medio e lungo termine per le fabbriche di batterie.

Tuttavia, elettrodi silicio-carbonio negativi presentano anche gli svantaggi della grande espansione e scarse prestazioni del ciclo. È comprensibile che dovuto al materiale caratteristiche de gli elettrodi silicio-carbonio negativi, si si espandono e si ritingono durante il processo di carica e scarica , e il loro volume massimo velocità di espansione è alto come il 300%, che è molto superiore al 10-12% di elettrodi negativi di grafite. In oltre, il attuale ciclo generale vita di silicio-carbonio elettrodi negativi è 300-500 volte, mentre il ciclo vita di artificiale grafite elettrodi negativi può superare 3,000 volte. Ciò influisce anche sul processo di industrializzazione degli elettrodi silicio-carbonio negativi.

L'industria è stata alla ricerca di rivoluzioni tecnologiche. Tianfeng Titoli ha sottolineato che grazie alla sua migliore coerenza, il tasso di espansione di poroso silicio-carbonio i materiali compositi preparati mediante deposizione di vapore chimico (CVD) sono inferiori, e le prestazioni del ciclo corrispondente sono state si significativamente migliorate. "Dalla prospettiva del miglioramento della densità energetica nel medio e lungo termine, CATL incoraggia i produttori di materiali a sviluppare elettrodi silicio-carbonio negativi, in particolare chimici vapore deposizione metodi," ha detto l'agenzia.

Naturalmente, a causa della tecnologia di processo relativamente complesso di CVD deposizione di silicio-carbonio materiali elettrodo negativo, requisiti alti per la stabilità del prodotto% 2c e il fatto che le materie prime non sono state ancora state prodotte in serie, esso ha una soglia elevata e costi.

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La produzione di massa sta accelerando

Attualmente, molti produttori di materiali stanno inaumentando i loro investimenti in progetti su anodi di silicio-carbonio. Secondo le statistiche incomplete da organizzazioni industriali, da il inizio del 2023 fino a settembre questo anno, più del 400,000 tonnellate di silicio-carbonio anodo materiale produzione capacità pianificazione progetti sono stati lanciato, che prevede un investimento di più di 20 miliardi di yuan. Produttori leader come B&T, Shanshan Co., Ltd ., e Putailai hanno tutti fatti piani.

Il settembre 15, il primo lotto di linee di produzione di Anhui Bondrui scala nano silicio-carbonio anodo materiali e liquame conduttivo progetto è stato messo in produzione. È riportato che il investimento totale del progetto è circa 6 miliardi di yuan. Dopo il completamento, può produrre 50% 2c.000 tonnellate di materiali anodici in silicio-carbonio su nanoscala e 200,000 tonnellate di supporto nuovi agenti conduttivi ogni anno.

Secondo Batteria Cina, Shanshan Co., Ltd., a leader elettrodo negativo materiale azienda, ha fatto scoperte nel nucleo tecnologia di sintesi di massa di materiale elettrodo negativo a base di silicio precursori and raggiunto fornitura di massa di elettrodi negativi a base di silicio. L'azienda ha anche costruito a 40,000-ton integrato a base di silicio elettrodo negativo produzione capacità base a Ningbo, e la prima fase del progetto è prevista essere messo nella prova di produzione nella seconda metà di questo anno.

Un altro materiale leader , BYD Batteria, attualmente ha un elettrodo silicio-carbonio negativo capacità di produzione di 5,000 tonnellate/anno, e la società ha inoltre investito 5 miliardi di yuan per costruire un progetto con una produzione annuale di 40,000 tonnellate di elettrodo negativo a base di silicio materiali . Si prevede che la prima fase del progetto sia completata e messa in produzione nel 2024. Si prevede che entro il 2028 avrà una capacità produttiva a base di silicio di circa 50,000 tonnellate/anno.

Secondo Putailai, la società's CVD depositati prodotti su anodo di silicio-carbonio vengono presentati senza facilità ai consumatori clienti , e la capacità della linea pilota è in capacità di cortesia. La società sta accelerando la costruzione della capacità di Anhui Zichen's 12,000 tonnellate/anno progetto materiale anodo a base di silicio, e è previsto che il primo lotto di capacità produttiva sarà formato all'inizio del 2025.

In inoltre, Dow Technology ha rivelato che i suoi materiali elettrodo negativo si ossigeno e nuovi materiali in fase-gas silicio-carbonio elettrodo negativo sono stati inviati per la valutazione e sono stato riconosciuto da alcuni clienti. Zhongke Electric ha dichiarato che il suo elettrodo silicio-carbonio negativo ha completato la linea di produzione pilota, e alcuni prodotti sono stati inviati ai clienti per i test e riconosciuti. Xiangfenghua ha detto che il materiale elettrodo silicio-carbonio negativo prodotti sviluppati da la sua azienda è nella fase pilota e ha le condizioni per l'industrializzazione. Binhai Energy ha dichiarato che i suoi prodotti silicio-carbonio hanno completato la determinazione di condizioni di test su scala piccola.

L'industria è generalmente ottimista sulle prospettive dell'applicazione degli anodi silico-carbonio. Nel punto di degli interessati all'industria , con il continuo miglioramento di tecnologia dell anodo silicio-carbonio processo, il sviluppo continuo e riduzione dei costi delle materie prime, e ulteriore esplorazione del rapporto di miscelazione del silicio -anodi di carbonio, silicio-prodotti anodi di carbonio continuerà a espandersi nel campo delle batterie di potenza nel futuro, e CVD depositato silicio -gli anodi di carbonio mostreranno anche la loro capacità, aiutando a migliorare continuamente le prestazioni delle batterie di alimentazione.