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硅碳負(fù)極電池正在成為手機(jī)電池的新寵，部分頭部手機(jī)廠商開始采用新材料作為高端市場突圍的關(guān)鍵。
日前，包括榮耀、華為在內(nèi)的手機(jī)廠商開始在旗艦機(jī)型上使用硅碳負(fù)極材料技術(shù)，相較于市面上主流鋰電池采用的石墨材料，這種技術(shù)被認(rèn)為可以有效提高電池的能量密度和循環(huán)壽命。
該技術(shù)最初引發(fā)科技商業(yè)上的大規(guī)模討論，是因?yàn)楸惶厮估紤?yīng)用在汽車動(dòng)力電池上。
2022年2月19日，特斯拉宣布已生產(chǎn)出第100萬塊使用硅基負(fù)極的4680電池，同時(shí)德州工廠將交付首批搭載4680電池的Model Y。然而截至目前，特斯拉仍在努力攻克4680電池生產(chǎn)所面臨的問題，該公司正在選擇一些來自中韓的材料供應(yīng)商，以協(xié)助其降低新版電池的成本，同時(shí)解決電池性能和生產(chǎn)問題。
除了特斯拉，比亞迪等國內(nèi)汽車企業(yè)也相繼開始關(guān)注硅碳負(fù)極的動(dòng)力電池產(chǎn)品。除了新能源汽車廠商，在今年年初，榮耀首次將其帶入手機(jī)領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商用，隨后華為快速跟進(jìn)。
“石墨負(fù)極材料的潛能已經(jīng)接近極限，革新負(fù)極材料是當(dāng)下我們看到的趨勢�！睒s耀產(chǎn)品領(lǐng)域?qū)＜也芄そ赵谝粓雒襟w專訪中對記者表示，新型的“硅碳復(fù)合材料”作為負(fù)極材料，可以提高電池容量和能量密度，從而延長電池續(xù)航時(shí)間。
Counterpoint Research報(bào)告顯示，全球智能手機(jī)平均電池容量已從2018年的3000 mAh增加到2022年的4500 mAh，增加了50%。然而，受制于智能手機(jī)設(shè)計(jì)尺寸，電池的大小也有所限制，這給手機(jī)電池的原有技術(shù)帶來了瓶頸。
“我們發(fā)現(xiàn)，相比石墨負(fù)極，硅負(fù)極的極限是它的10倍，硅碳負(fù)極理論上能讓電池的能量密度直接提高一個(gè)數(shù)量級(jí)�！辈芄τ浾弑硎�，內(nèi)部專門將這項(xiàng)技術(shù)命名為“青海湖電池”，并為此開啟了長達(dá)兩年的實(shí)驗(yàn)。
“從開始設(shè)計(jì)到上市，整個(gè)測試電池?cái)?shù)量超過上萬片，正常一個(gè)項(xiàng)目大概是2000片左右，我們廢了很多種方案。期間，研發(fā)團(tuán)隊(duì)為研制設(shè)定了9組平行驗(yàn)證樣品，并對這些電池一一進(jìn)行測試分析，從商業(yè)化應(yīng)用的材料體系適配、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝優(yōu)化、整機(jī)應(yīng)用等多個(gè)角度入手，而在此前，這些技術(shù)并沒有前例可供參考。”曹工對記者說。
技術(shù)的其中一個(gè)挑戰(zhàn)來自于穩(wěn)定性。硅碳負(fù)極和石墨負(fù)極的差異在于，它在低壓部分的電量會(huì)更多一些。因?yàn)槭謾C(jī)硬件設(shè)計(jì)的電壓體系是固定的，如果電壓太低，可能會(huì)對手機(jī)的穩(wěn)定性有影響，怎樣把這個(gè)低壓部分的電利用起來對于手機(jī)廠商是一大挑戰(zhàn)。此外，純硅材料理論克容量約為石墨的10倍，這就意味著，電池硅含量越高，能量密度就越大，同等容量下體積就越小。
曹工表示，硅離子放多了會(huì)對穩(wěn)定性有影響，負(fù)極材料放多少，怎么放，怎么吸附，都需要研發(fā)人員不停調(diào)教。
據(jù)榮耀方面介紹，Magic5Pro以及至臻版采用硅碳負(fù)極材料技術(shù)后，可以“一天不用充電”，不過從初期成本角度，硅碳負(fù)極材料還面臨著一定挑戰(zhàn)�！坝捎谏婕暗募夹g(shù)領(lǐng)域有七八個(gè)，比如電池相關(guān)的有電芯的材料、電解的工藝以及化學(xué)體系的算法，還有做充放電的可靠性測試等，需要各個(gè)模塊專家共同協(xié)商�！�
據(jù)GGII數(shù)據(jù)，2022年負(fù)極材料擬投資金額超1600億元，同比增長超200%。隨著負(fù)極材料的規(guī)�；瘧�(yīng)用落地，成本有望進(jìn)一步降低。
從上游擴(kuò)產(chǎn)主體來看，目前負(fù)極材料領(lǐng)域主要分為三大勢力，一種是以璞泰來、杉杉股份、星城石墨為代表的傳統(tǒng)負(fù)極材料企業(yè)；二是以索通發(fā)展、山東京陽等石油開采、石墨化加工、針狀焦等負(fù)極材料上游原材料或關(guān)聯(lián)企業(yè)；三是光伏、工程機(jī)械、陶瓷領(lǐng)域跨界入局企業(yè)。此外，頭部電池企業(yè)也在通過直接投建、向合資企業(yè)增資及間接入股的方式入局。
高工鋰電認(rèn)為，2022年三季度開始，隨著石墨化的供應(yīng)量提升，負(fù)極材料價(jià)格開始出現(xiàn)下滑。同時(shí)，過去兩年大規(guī)模的產(chǎn)能建設(shè)將會(huì)集中在2023到2024年釋放。
