近日,各(ge)(ge)大手機(ji)品(pin)(pin)牌密集釋出新(xin)品(pin)(pin)。這(zhe)一季的(de)手機(ji)新(xin)品(pin)(pin)中,“硅負極電池(chi)”成為各(ge)(ge)品(pin)(pin)牌著力打造的(de)賣點。
OPPO Find系列產品負責人披露,OPPO Find X8系列將全系采用寧德新(xin)能(neng)源(ATL)冰川電池(chi)。華為(wei)在(zai)新(xin)品發(fa)布會宣稱,三折疊(die)手(shou)機(ji)Mate XT中使用了“全球最薄硅負極大容量電池(chi)”。包(bao)括此(ci)前的榮耀青海湖電池(chi)、小米金沙江(jiang)電池(chi)、vivo藍(lan)海電池(chi)都為(wei)硅負極電池(chi)。
硅負極(ji)電池已成為新(xin)品(pin)手機的(de)共同選擇(ze),目(mu)前硅負極(ji)電池已在(zai)消(xiao)費電子(zi)、電動工具(ju)領(ling)域中大規模滲透。
在消費電子領域,以(yi)手機(ji)的折疊屏(ping)風(feng)潮為例,手機(ji)等電子產(chan)品對電池的輕量化、高(gao)比(bi)能訴求愈發(fa)突出,以(yi)靈活(huo)適配電子產(chan)品外形的改變。
硅材(cai)料的(de)(de)理(li)論容量高達4200mAh/g,摻混于石(shi)墨(mo)負極中(zhong)可為電池能量密度帶來(lai)直(zhi)接增益,以有限的(de)(de)體積為電子產品提供更長續航。
據說,6000mAh水平的(de)(de)超大(da)容(rong)量硅基(ji)負(fu)極(ji)電池將成(cheng)為(wei)國內OPPO、華(hua)為(wei)、榮耀、小米、vivo等手機品牌未來(lai)的(de)(de)標配。本(ben)次(ci)華(hua)為(wei)新品三折疊Mate XT便是將三塊(kuai)獨(du)立電池安(an)置于三個(ge)不同的(de)(de)機身(shen)部分,共同構成(cheng)了一個(ge)5600mAh的(de)(de)龐大(da)電池組,保證更長(chang)續航。
在(zai)電(dian)(dian)動(dong)工具、小型無人機等領域,硅(gui)基(ji)負極電(dian)(dian)池(chi)同樣得到(dao)了廣泛應(ying)(ying)用(yong)(yong)。尤其(qi)在(zai)以(yi)高倍率圓(yuan)柱電(dian)(dian)池(chi)驅動(dong)應(ying)(ying)用(yong)(yong)場景(jing)中(zhong),其(qi)電(dian)(dian)池(chi)產品(pin)中(zhong)都都硅(gui)基(ji)負極應(ying)(ying)用(yong)(yong)。在(zai)這一領域中(zhong),億緯鋰(li)能(neng)、比克電(dian)(dian)池(chi)、新能(neng)安等企業在(zai)電(dian)(dian)動(dong)工具鋰(li)電(dian)(dian)池(chi)出(chu)貨方(fang)面均表現出(chu)強(qiang)勁的(de)增(zeng)長勢(shi)頭。
盡(jin)管硅基負極(ji)電池在上述領域已實現強勁(jing)滲透,但動力電池是對(dui)循環(huan)、成本(ben)更為嚴苛的應用場(chang)景(jing),在導入(ru)動力電池領域時,硅基負極(ji)仍(reng)面臨(lin)循環(huan)性(xing)能和(he)工程(cheng)化(hua)兩大核心難題。
首先是循(xun)環(huan)性能(neng)問題,硅基負極材料在充放電(dian)(dian)過(guo)程(cheng)中容易發生體積膨脹和收縮,導致電(dian)(dian)池(chi)(chi)結構(gou)破壞和性能(neng)下降。因此,提高硅基負極電(dian)(dian)池(chi)(chi)的循(xun)環(huan)性能(neng)是導入(ru)動(dong)力電(dian)(dian)池(chi)(chi)領域的關鍵。目前,企業正在通(tong)過(guo)改進材料結構(gou)、優(you)化電(dian)(dian)解液配方(fang)等(deng)方(fang)式,來(lai)提高硅基負極電(dian)(dian)池(chi)(chi)的循(xun)環(huan)性能(neng)。
其(qi)中(zhong)(zhong),CVD多(duo)孔硅(gui)碳(tan)是(shi)近兩年(nian)硅(gui)基(ji)負(fu)極(ji)企業的(de)(de)集中(zhong)(zhong)嘗試,近年(nian)來(lai)加速導(dao)入(ru)市(shi)場。這(zhe)項興起于海外的(de)(de)多(duo)孔硅(gui)碳(tan)負(fu)極(ji)技術,通過向多(duo)孔碳(tan)前驅體的(de)(de)孔隙里(li)加入(ru)硅(gui)納(na)米顆粒形成(cheng)硅(gui)碳(tan)復合材料,以碳(tan)為支架(jia)結構的(de)(de)思路(lu)改善了硅(gui)基(ji)負(fu)極(ji)在充放電過程中(zhong)(zhong)因(yin)材料結構分解(jie)而失效(xiao)的(de)(de)問題。
即便這一路(lu)線已(yi)能(neng)做到降低膨脹、提高循(xun)環(huan),但據動(dong)力電池端反饋(kui),電池企業(ye)還希望硅基負極的膨脹還能(neng)得以(yi)進一步(bu)控(kong)制。
其(qi)次,硅(gui)(gui)基負極(ji)在工(gong)程化上仍面臨較(jiao)(jiao)大的(de)(de)(de)難題,這也(ye)影響了硅(gui)(gui)基負極(ji)降本還不(bu)(bu)及預期。尤其(qi)是(shi)CVD多孔硅(gui)(gui)碳在生產中涉及危險(xian)氣體硅(gui)(gui)烷氣,碳骨架的(de)(de)(de)制(zhi)備、選型同樣不(bu)(bu)容易,技術壁壘(lei)較(jiao)(jiao)高。據(ju)了解(jie),百噸級為這一路(lu)線的(de)(de)(de)規模化門檻。
另一制備方(fang)法(fa)砂磨納(na)(na)米硅碳則要(yao)求(qiu)既(ji)要(yao)做到(dao)硅粉(fen)納(na)(na)米尺(chi)度(du)極細又要(yao)實現均(jun)勻分散(san),工程化難度(du)同(tong)樣不低。
整體看(kan)(kan)來(lai),硅(gui)基負(fu)極產業(ye)在(zai)在(zai)材料性能(neng)、產量規模已足以適(shi)配(pei)消費電(dian)(dian)子(zi)、電(dian)(dian)動(dong)(dong)工(gong)具等領域的需求(qiu),但面對(dui)動(dong)(dong)力(li)這一(yi)更(geng)大的應用市場,硅(gui)基負(fu)極無論是想(xiang)要提高(gao)摻(chan)混比例、還是擴大滲透規模,其技術(shu)路(lu)線的選擇、產品的膨脹控制、循環性能(neng)仍需做持續(xu)突破。未來(lai)我(wo)們將看(kan)(kan)到更(geng)多高(gao)性能(neng)、長續(xu)航的智能(neng)設備問世(shi)。