氧化亚硅负极材料是一种新能源电池负极材料,主要由纳米级氧化亚硅组成,可代替传统石墨负极材料。氧化亚硅负极材料具有优异的电化学性能且环境友好,受到行业的广泛关注,是研究最为活跃的新型负极材料之一。
氧化亚硅负极材料是硅基负极材料的一种,硅材料资源丰富且理论克容量更高,制造的电池单体能量密度更高么能够提升汽车续航且降低汽车生产成本。2020年特斯拉发布的4680电池采用硅基负极,其能量密度达到300Wh/kg,在新能源汽车用户对于汽车续航需求的持续增长下,硅基负极材料市场具有良好的发展潜力。
硅作为负极材料具有明显优势,但是在锂化时体积会发生膨胀,对于其商业化产生较大影响。氧化亚硅负极材料是对硅基材料改性,通过采用氧化硅掺杂解决硅基材料体积膨胀问题,是当前各大厂商布局的重点技术路线之一。相对于硅碳负极材料技术路线,氧化亚硅负极材料进展较快,商业化程度较高。
氧化亚硅负极材料技术经过长期发展,分为三种技术路线,分别为碳包覆技术(用CVD工艺在一氧化硅颗粒上包覆上碳层)、预镁化、SiO粉体预锂化。碳包覆技术对于设备要求较高;预镁化技术产品结构更加稳定;SiO粉体预锂化为第三代技术。
氧化亚硅负极材料可用于消费电池和动力电池领域,近年来中国锂电产能持续增长,2023年1-6月,年上半年,我国锂电池产业延续增长态势,产量超过400吉瓦时,同比增长超过43%。锂电池行业规模的持续增-长,行业对于负极材料的需求也在持续增长。
当前,氧化亚硅负极材料生产企业主要包括日本信越化学、杉杉股份、贝瑞特等。信越化学是全球最早开发氧化亚硅产品的企业,但是产品价格较高。杉杉股份是全球负极材料龙头,1999年进入锂电池材料领域,在硅基负极方面,杉杉股份完成了第二代硅氧产品的量产,在进行第三代硅氧产品的研发,并且产品在消费类和小动力市场实现批量应用,在动力电池应用领域,已经通过多轮评测,实现装车。贝瑞特已经形成天然石墨、人造石墨和硅基负极为主的产品体系,已完成多款氧化亚硅产品的技术开发和量产工作,比容量达到1500mAh/g以上。
新思界产业研究中心整理发布的《
2023-2028年中国氧化亚硅负极材料行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,目前石墨材料仍是主流的锂电负极材料,硅基负极材料受到价格、循环稳定性、首次效率等因素影响,应用仍较少,但是伴随着产品技术的逐渐成熟,硅基负极材料产业化进展或将加速,氧化亚硅负极材料今后几年需求或将快速增长。