作为锂电池四大主材之一，负极材料对锂电池性能提升，尤其是容量和续航的突破至关重要。在此背景下，硅基负极被行业普遍认定为理想的下一代负极材料。作为国内率先应用硅负极的锂电企业之一，比克电池在此领域深耕多年，近日比克电池首席科学家林建博士在对外传递了比克在高容量硅负极上的研究进展。
据数据显示，2021 年我国硅基负极出货量 1.1 万吨，同比增长 83.3%，虽仅占 1.5%的负极材料市场份额，处于发展初期，但前景可观，吸引了大批行业先行者。如林建所说，“硅基负极市场需求的攀升主要源于新能源产业的迅猛发展，为满足未来动力电池的高能量密度要求，进而推动新能源汽车续航里程提升，驾乘体验媲美燃油车甚至超越燃油车，推进全面电动化。”
图片来源：比克
凭借行业领先的研发进展和经验优势，比克在国内最早将硅用于圆柱电池负极材料。事实上，相对于方形和软包电池，硅基负极应用于圆柱领域有着天然优势。相比石墨，在充放电过充中，硅会产生巨大的体积膨胀，高达300%，而圆柱电池通常采用钢壳，机械强度大，有着很好的束缚力，能够有效抑制硅的膨胀形成天然屏障。目前，比克硅氧材料由一代硅已发展到三代硅，将首效由77%提升至86%，基本达到与正极效率匹配，并采用了先进的补锂技术，正极利用率逐步提升。
机遇的背后往往是巨大的挑战，相比传统材料，硅基负极在比容量、循环寿命和安全性等方面有明显优势，但同时存在着成本高、生产技术门槛高等问题，规模化生产困难。
据林建介绍，目前比克正在进行预锂硅氧材料的研究。首效低、容量衰减快是制约硅基负极商业应用的核心原因，预补锂技术正是用于提升硅基材料首效，主要通过在硅基材料中预先补充部分锂，减少充放电过程中的不可逆容量损失。
生产一代，研发一代，储备一代，比克电池始终坚持为终端产品超前部署的产品开发模式，这也使得比克在电池性能上持续领先行业。无论是追求无绳便携，智能灵活的小动力领域，还是电动化渗透率不断提升，里程焦虑亟待解决的新能源汽车领域，领先行业的电池技术都将引领行业发展，推动产业变革。如林建所说，比克电池将持续探索高容量硅负极技术，向三元锂电池性能极限发起挑战，致力为客户和消费者提供更高性能的产品和服务。