中國粉體網訊 《中國制造2025》中明確了動力電池的發展規劃：2020年，電池能量密度達到300Wh/kg；2025年，電池能量密度達到400Wh/kg；2030年，電池能量密度達到500Wh/kg。
隨著消費者對新能源車型續航里程等要求的進一步提升，在4680大圓柱電池市場需求逐步擴張的趨勢下，高鎳三元+硅基負極高能量密度產品體系也迎來了發展期。
硅基負極產能逐漸釋放
早在2020年9月，硅基負極便獲得業界關注。
彼時，特斯拉發布了4680電池。這款電池沒有采用占據絕大部分鋰電池負極市場份額的石墨負極，而是選擇了能量密度更高的硅基負極。
原因在于，目前電池體系的石墨類負極材料接近理論比容量上限，以硅碳負極和硅氧負極為主的硅基負極材料的理論比容量，是石墨類負極材料的10倍以上，受到越來越多人的關注。不過一開始硅基負極并不被看好，“2021年以前，很多投資機構對硅負極材料是否具備大規模產業化的條件持懷疑態度，到2021年大家才逐漸意識到硅負極材料在本體性能及最終產品性能上實現了重大進步。”蘭溪致德創始人房冰表示。
感知到市場的水溫，一些在該領域有所研究的教授和科學家們，也選擇投身其中。此前硅碳負極賽道的創業公司并不多，但在2022年下半年，就冒出了十多家創業公司，大部分創始人是從大學或科研院所出來創業。而嗅到商機的投資機構也是踏破了企業的門檻，搶著送錢。
據統計，2022年我國硅基負極復合后出貨量為1.6萬噸，隨著電動汽車終端快充趨勢帶動，以及46系大圓柱電池的放量，硅基負極需求將顯著增加，有望迎來規模級產能釋放。預計2023年硅基負極復合后出貨有望超2.7萬噸，同比增速有望超65%。
硅基負極材料出貨量（萬噸）（來源：公開資料整理）
三元材料高鎳化趨勢明顯
近年來磷酸鐵鋰因為成本低、循環性能良好、安全性高等因素，市場份額快速增長，并反超三元材料。尤其伴隨著消費補貼的退坡，三元材料高能量密度而擁有的補貼優勢已經完全消失，而三元材料生產成本高于磷酸鐵鋰，沒有了補貼，生產廠商考慮到成本會更青睞于磷酸鐵鋰。
為了在競爭中不被淘汰，技術迭代成為三元材料發展的必然。產業新周期下，電池能量密度、安全性能等方面要求愈發嚴苛，同時隨著鋰電原材料價格跳漲，降本增效呼聲漸高，倒逼鋰電材料體系革新。在此情況下高鎳化、高電壓化、單晶化成為三元材料未來的發展趨勢。
2022年中國三元材料出貨量64萬噸，同比增長47%。產品結構層面，三元8系及以上高鎳材料占比上升至第一，占比達42.6%，較2019年12.5%提高近2.5倍；三元5系及以下材料市場占比下降至不足4成。
2023年1-3月，國內三元材料產量為12.5萬噸，同比下滑1.8%，不過高鎳材料（含NCA、9系）產量達到7.1萬噸，同比增長34.2%，在這情況下，高鎳材料單月滲透率滲透率在3月達到60.3%，創下歷史新高記錄，高鎳化持續推進下，9系材料（含NCMA）出貨滲透率同樣穩步提升。
目前，三元8系已經大規模應用，9系電池也已經在路上。一個顯著信號是，包括松下、LG新能源、三星SDI、SKI等日韓電池巨頭，都已經宣布即將量產甚至已經量產鎳含量90%的新型電池產品，這意味著高鎳動力電池即將進入9系時代。目前國內頭部三元前驅體企業和正極材料企業都在積極研發Ni90/NCMA前驅體和正極材料，但絕大部分都還處于小試或中試階段，還不具備大規模量產供貨的能力。
高鎳三元+硅基負極，未來豪華電動汽車的標配？
為攀登高能量密度高峰、挑戰快充速度，眾多主流電池廠商紛紛采用高鎳正極搭配硅基負極方案。
近日，德國某豪華品牌一款車型電池包在中汽研進行了整包安全法規認證測試。該電池包采用的電芯來自蜂巢能源，材料體系為高鎳三元+硅負極，電芯能量密度達到260Wh/kg。此前，蜂巢能源發布的納米網硅負極材料，可支持4C快充。
在今年4月的中央企業新能源論壇上，力神電池宣布將推出4695大圓柱電池，采用高鎳三元搭配硅碳負極，能量密度高達280Wh/Kg，能夠滿足1000公里汽車續航；15min快充及10年80萬公里的高端新能源汽車應用要求。
寧德時代當家王牌技術產品麒麟電池一直備受業內矚目。今年4月，作為寧德時代麒麟電池的全球量產首發車型，極氪汽車的純電中大型MPV極氪009車型正式交付。該車型搭載的麒麟電池采用了高鎳正極、硅基負極電芯，能量密度可達255Wh/kg，支持5分鐘快速熱啟動及10min充電80%。
全球首家將硅碳復合材料作為電池負極材料并實現商業應用的電池企業，孚能科技曾宣布計劃采用高鎳正極+硅碳負極材料，打造300-400Wh/kg的產品體系。系統容量覆蓋80KWh-150KWh，適用于當前主流車型及續航里程的需求。
比克電池早在2015年就量產了高鎳三元811+含硅負極的18650電芯，公司認為高鎳三元正極配合石墨+硅負極的大圓柱電池會成為豪華車標配。
參考資料：
1、電池中國CBEA，《就是這個材料！動力電池巨頭爭相布局》
2、投中網，《上百家VC排隊送錢，敲不開創始人“大門”》
3、國聯證券，《鋰電池行業專題報告：4680量產帶來鋰電材料新機遇》
（中國粉體網編輯整理/長安）
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