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杉杉科技:硅含量達40%,CVD硅碳負極可破解電池生產中的四大痛點

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  在全球能源轉型浪潮推動下,提升鋰電池能量密度和安全性,已成為產業發展的關鍵命題。作為石墨負極的顛覆性替代方案,硅基材料憑借其理論克容量優勢嶄露頭角,但體積容易劇烈膨脹等問題,長期制約其商業化進程。

  5月16日,在電動航空及下一代電池技術(CIBF2025深圳)交流會上,上海杉杉科技有限公司硅碳研發負責人王可眾博士作題為《CVD硅碳產業化的發展方向》的主題演講,分析了硅碳負極材料的行業痛點,并向與會代表分享了杉杉科技的最新研發成果及對行業的趨勢判斷。



  王可眾指出,硅基材料目前主要面臨體積容易劇烈膨脹、高壓實極片不耐壓、快充能力受限,以及在電池生產環節相關氣體所帶來的量產安全問題。

  在王可眾看來,今年以來,隨著eVTOL、無人機等新興應用場景的市場熱度快速升溫,帶動對電池能量提出更高的要求。

  值得注意的是,隨著電池能量密度的不斷提高,往往需要增加更高的硅含量,而硅含量的增加,其易膨脹的問題就更加凸顯。

  據王可眾介紹,當前,3C電池產品硅含量一般在10%左右,頭部企業已達到15%,更有布局無人機方向的電池企業更為激進,已開展硅含量高達30%-40%的電池產品的研發。

  實際上,為了解決硅基材料體積易膨脹的問題,產業界出現了多種技術創新路線。新型CVD(化學氣相沉積)硅碳就是其中一條技術路線,這也是杉杉科技布局的重點。

  王可眾介紹道,杉杉科技已推出一款多孔碳產品,從而給硅的體積膨脹預留一定的空間,可以緩解硅碳材料易膨脹的問題。

  同時,提高電芯能量密度的一個常規方法是做高壓實極片,王可眾指出,壓實密度提高后,就會暴露常規硅碳產品不耐壓的問題,進而造成電池產氣、循環不良等問題。

  對此,杉杉科技推出一款純球形硅碳負極產品,其在受到外界壓力時,應力分散比較均勻,其耐壓性是常規產品的3-5倍以上。

  對于硅碳產品快充受限的問題,王可眾表示,杉杉科技研發了表面有褶皺結構的硅碳產品,這樣一來,其與電解液的接觸面積增大,其動力學性能可以得到一定提升。

  對于電池生產相關環節中,硅烷、乙炔等氣體所帶來的量產安全問題,杉杉科技經過多年的積累,已經掌握了安全生產的關鍵。在杉杉產品的生產過程中,目前未發生過嚴重的安全事故。

  王可眾還表示,CVD硅碳產業前景廣闊,其產業化的關鍵點在于,基于材料技術創新,不斷提高硅碳材料在長循環、耐高溫、減少膨脹、快充等性能上的表現。

  杉杉科技在寧波已布局硅基一體化生產基地,設計產能4萬噸/年,其中一期項目去年已開始量產,今年產能將進一步釋放。杉杉科技期望和上下游企業一起努力,把電池產業做大做強。

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