多孔硅碳是多孔碳與硅粒子形成的新一代鋰電池負極材料,其具有三維多孔結構,有利于鋰離子的快速傳輸。多孔硅碳具有比表面積高、穩定性好、導電性優異等優點,在循環次數、克容量、倍率、首效等方面表現優異,是硅基負極材料未來發展方向。
負極材料是鋰離子電池的核心組成部分之一,近年來,得益于新能源汽車、動力電池、儲能等產業發展,負極材料產業規模逐漸擴大,2023年上半年,我國負極材料出貨量約72萬噸,其中石墨性價比優勢突出,出貨量占比最高。但石墨負極材料比容量已接近理論極限值,硅基負極材料用量正逐漸提升,2022年,我國硅基負極材料市場規模在1.5億美元左右。
作為新型負極材料,硅碳負極材料存在SEI膜不穩定、體積膨脹等問題,多孔碳具備“儲硅+膨脹控制”功能,是改善硅碳負極材料缺陷的理想材料。多孔碳與硅粒子形成的多孔硅碳兼具多孔碳、硅碳負極材料優點,正受到越來越多企業關注。
根據新思界產業研究中心發布的《
2024-2029年中國多孔硅碳行業市場深度調研及發展前景預測報告》顯示,近年來,我國布局多孔硅碳市場的企業不斷增加,包括貝特瑞、蘭溪致德、杉杉股份、璞泰來、翔豐華、天目先導、勝華新材、深圳索理德、昱瓴新能源等企業。2023年,在相關企業積極布局下,我國多孔硅碳量產進展迅速,理論月產能已達到720公斤以上。隨著相關建設項目投產,我國多孔硅碳產業規模將進一步擴大。
多孔碳是多孔硅碳的關鍵原料,其選型、制備對多孔硅碳性能至關重要。我國多孔碳生產企業有元力股份、山西新華化工、福建鑫森炭業等,多孔碳制備方法包括激光燒蝕法、模板法、凝膠結晶法、化學氣相沉積法(CVD)、共沉淀法等。
多孔硅碳的制備是業界關注和研究重點方向,相關專利有《一種硅碳多孔負極材料及其制備方法和應用》、《一種多孔硅碳復合負極材料及其制備方法和應用》、《多孔硅碳復合材料及其制備方法》等。
新思界
行業分析人士表示,多孔硅碳性能優異,且減少了預鋰、預鎂環節,相比于硅氧路線降本潛力更大。多孔硅碳是未來硅基負極材料發展方向,正受到越來越多市場關注,隨著布局企業增加,多孔硅碳產業規模將不斷擴大。但目前來看,多孔硅碳大規模生產仍存在諸多問題有待解決,如多孔硅碳的選型制備。