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掺硅补锂功效几何?

来源:广州启灏机电工程有限公司发布时间:2022-09-03 06:46阅读:原标题:掺硅补锂功效几何?

“掺硅补锂”是一项重要的锂电池技术,代表着研发实力和资金实力,也能够解决电动汽车核心焦虑。

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背景

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目前,全行业似乎仍在期待着掺硅补锂技术的进展。从材料企业看,TDK、天齐锂业等在5年前,就开始了补锂材料的研发制备;从电芯企业看,宁德时代、国轩高科、欣旺达、A123、ATL、比亚迪、中创新航、珠海冠宇、微宏动力等都有涉及该技术;从手机企业看,小米(11 Ultra高硅极片补锂技术);从车企看,蔚来汽车/特斯拉(预锂化+硅负极)等不约而同地都从硅负极材料或预锂化技术下手,也表明“硅负极、预锂化”将加速进入电池技术较量之列,并有望在2022年开启产业规模化推广应用。

市场往往先于技术或宽于技术,已有多家汽车厂商宣称,可通过新技术让电池做到1000km续航,比如广汽埃安LX Plus的“海绵硅负极片”电池,上汽智己的“掺硅补锂”电池,小康SF5的“固态电池”,还有蔚来ET7的“固态电池”,特斯拉Cybertruck 的“预锂化”电池。

事实上,一味追求长续航里程,似乎显得不那么重要。相反,电动车的成本、安全、寿命更需要考虑。基于现有的锂电池技术,需要钴和镍来提升动力电池性能。而这两种都是贵金属,一般在高档电动车型上使用。2022年小鹏、理想将分别发布小鹏G9、理想X01,预计价格在40万元左右。而恰巧的是,这些高端车型,现在都有意愿追逐“掺硅补锂”技术。

掺硅补锂

掺硅补锂是两种技术,且行之有年,主要作用是提升电池的性能(续航和寿命)。掺硅是负极掺硅,提升比能量;补锂,既可以从负极补锂,也可以从正极补锂,都可以提升电池寿命。而往往长寿命和能量密度交织在一起,于是“掺硅补锂”就成了高性能动力电池技术的代表。

掺硅可以显著提升动力电池能量密度。

从技术上看,若要提升动力电池的性能,则材料的改性是第一步。理论上,硅的克容量为4200mAh/g,是石墨的10倍。而无论是正极NCM或NCA,负极采用石墨体系,锂离子电池的能量密度都已到了天花板300Wh/kg。如果要进一步提升能量密度,确实需要在硅基负极上做足功夫。

根据维基百科信息(如上图),硅(Silicon)是一种化学元素,化学符号是Si,原子序数14,相对原子质量28.0855,有无定形硅和晶体硅两种同素异形体,属于元素周期表上第三周期,IVA族的类金属元素。

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