新型硅碳破解固態(tài)電池四大痛點(diǎn)，杉杉如何領(lǐng)跑新賽道？
2025年05月29日
在全球能源轉(zhuǎn)型浪潮推動(dòng)下，提升鋰電池能量密度和安全性，已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵命題。
在全球能源轉(zhuǎn)型浪潮推動(dòng)下，提升鋰電池能量密度和安全性，已成為產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵命題。作為石墨負(fù)極的顛覆性替代方案，硅基負(fù)極材料展現(xiàn)出巨大的發(fā)展?jié)摿?。然而，?dāng)前該材料距大規(guī)模量產(chǎn)仍存在諸多痛點(diǎn)，如硅膨脹問(wèn)題、極片耐壓性不足、快充能力受限及量產(chǎn)過(guò)程中的安全隱患等。杉杉重點(diǎn)布局新型硅碳（CVD硅碳），有望破解行業(yè)痛點(diǎn)，加速硅基材料大規(guī)模商業(yè)化進(jìn)程。
當(dāng)前，3C電池產(chǎn)品硅含量一般在10%左右，頭部企業(yè)可達(dá)到15%。但隨著eVTOL、無(wú)人機(jī)等新興應(yīng)用場(chǎng)景的市場(chǎng)熱度快速升溫，對(duì)電池能量提出更高的要求。針對(duì)硅含量高達(dá)30%-40%的電池產(chǎn)品的研發(fā)已經(jīng)展開(kāi)。隨著硅含量的增加，其易膨脹的問(wèn)題就更加凸顯。為解決硅基材料體積易膨脹的問(wèn)題，杉杉的新型硅碳（CVD硅碳），采用獨(dú)創(chuàng)的氣相納米化技術(shù)將硅顆粒尺寸控制在納米級(jí)，搭配流態(tài)化碳包覆工藝，在硅表面構(gòu)建出兼具導(dǎo)電性與緩沖作用的三維網(wǎng)絡(luò)“納米級(jí)鎧甲”，不僅抑制了結(jié)構(gòu)崩塌，更打通了鋰離子傳輸?shù)摹案咚偻ǖ馈?，使產(chǎn)品在能量密度與循環(huán)壽命之間實(shí)現(xiàn)完美平衡。
同時(shí)，提高電芯能量密度的一個(gè)常規(guī)方法是做高壓實(shí)極片，但常規(guī)硅碳產(chǎn)品在壓實(shí)密度提高后，就會(huì)暴露不耐壓的問(wèn)題，進(jìn)而造成電池產(chǎn)氣、循環(huán)不良。為此，杉杉自主開(kāi)發(fā)了一款純球形硅碳負(fù)極產(chǎn)品。這種高性能耐壓型硅碳在受到外界壓力時(shí)，應(yīng)力分散比較均勻，耐壓性是常規(guī)產(chǎn)品的3-5倍以上。針對(duì)硅碳產(chǎn)品快充受限的問(wèn)題，杉杉研發(fā)了表面有褶皺結(jié)構(gòu)的硅碳產(chǎn)品，其與電解液的接觸面積增大，其動(dòng)力學(xué)性能可以得到進(jìn)一步提升。而對(duì)于電池生產(chǎn)相關(guān)環(huán)節(jié)中，硅烷、乙炔等氣體所帶來(lái)的量產(chǎn)安全問(wèn)題，杉杉經(jīng)過(guò)多年的積累，已經(jīng)掌握了安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。在杉杉硅碳負(fù)極產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程中，保持了安全事故零發(fā)生。
GGII預(yù)測(cè)，2025年全球固態(tài)電池裝機(jī)量將突破15GWh，2030年市場(chǎng)規(guī)模達(dá)千億美元，而杉杉的布局恰好踩中這一戰(zhàn)略節(jié)點(diǎn)。截至2024年底，杉杉在負(fù)極材料方面已手握334項(xiàng)授權(quán)專利，其中硅基材料相關(guān)專利超百件，近半已授權(quán)，另有10項(xiàng)PCT國(guó)際專利布局美歐日韓，構(gòu)建起全球知識(shí)產(chǎn)權(quán)壁壘。2025年初新增的六項(xiàng)發(fā)明專利中，兩項(xiàng)直指硅碳負(fù)極核心技術(shù)，進(jìn)一步鞏固專利護(hù)城河。如今，杉杉的技術(shù)落地成果已在市場(chǎng)驗(yàn)證中嶄露頭角。高容量、高首效硅碳產(chǎn)品在循環(huán)性能與能量密度平衡上表現(xiàn)突出，已成功導(dǎo)入頭部動(dòng)力電池企業(yè)，并在消費(fèi)電子企業(yè)的評(píng)測(cè)中取得領(lǐng)先。
在產(chǎn)能布局方面，杉杉寧波4萬(wàn)噸一體化硅基負(fù)極基地一期已投產(chǎn)，成為行業(yè)內(nèi)最先落地的硅碳負(fù)極有效產(chǎn)能之一，今年產(chǎn)能將進(jìn)一步釋放。通過(guò)原材料自主改性與工藝閉環(huán)控制，杉杉正加速實(shí)現(xiàn)“高性能+低成本”的雙重目標(biāo)，構(gòu)筑起“技術(shù)+產(chǎn)能”的雙重護(hù)城河。更值得關(guān)注的是，杉杉自主搭建的固態(tài)電池負(fù)極材料評(píng)測(cè)體系，正加速新型材料的研發(fā)迭代，確保產(chǎn)品迭代速度領(lǐng)先行業(yè)，提前鎖定下一代競(jìng)爭(zhēng)制高點(diǎn)。
