2024年11月,山东省工业和信息化厅公示《山东省重点新材料首批次应用示范指导目录(2024年版)》,高性能硅氧碳负极材料被列入其中,性能要求:克容量≥1600Ah/g,首次效率≥85%,循环寿命≥800次。
硅氧碳负极材料是基于活性物质硅实现储能的一种电极材料,分为硅氧负极材料、硅碳负极材料。硅氧负极材料通常由基体、无定形碳相组成,基体多采用氧化亚硅(SiOx)。根据技术路线不同,硅氧负极材料分为氧化亚硅、预镁氧化亚硅、预锂氧化亚硅等。
硅碳负极材料是由硅与碳材料混合制成。硅碳负极技术路线以纳米硅为主,纳米硅的制备是硅碳负极生产工艺核心难点,目前常见的纳米硅生产工艺有硅烷热解法、放电等离子法、化学气相沉积(CVD)法、镁热还原法、机械研磨法等。根据复合方式不同,硅碳负极分为包覆型、嵌入型、复合型三种。
硅氧负极、硅碳负极各具优缺点。具体来看,硅氧负极具有良好的循环性能、倍率性能,可逆容量高,但首次效率偏低;硅碳负极首次效率高、工艺较成熟,但循环性能较差、电极膨胀率较高。
根据新思界产业研究中心发布的《
2025-2029年硅氧碳负极材料行业深度市场调研及投资策略建议报告》显示,硅氧碳负极材料可生产锂电池,应用在新能源汽车、消费电子、储能、无人机等领域。基于规模效应、价格优势,我国在全球锂电负极材料生产中占据重要地位,2024年上半年占比约98.4%。目前人造石墨负极为主流锂电负极材料,硅氧碳负极材料作为新型负极材料,目前市场占比极低,不及1%。
目前硅氧碳负极材料市场需求有限,全球需求量约2.0万吨。但作为理想的负极材料,目前硅氧碳负极材料市场已吸引贝特瑞、杉杉科技、道氏技术、宁德时代、亿纬锂能、国轩高科、辉能科技、杰瑞股份等多家企业布局。硅氧碳负极材料商业化应用加速,市场需求量将持续增长,预计2028年全球需求量将达百万吨以上。
新思界
行业分析人士表示,硅碳负极、硅氧负极各有千秋,目前两种技术路线并存发展。硅氧负极率先在动力电池领域实现应用,但从长期来看,硅碳负极方案将在一定程度上替代硅氧负极。目前硅氧碳负极材料在锂电负极材料市场的占比极低,但在各企业布局下,硅氧碳负极材料产业化进程不断加快,未来占比将有所提升。