杉杉科技王可眾：硅含量達(dá)40%，CVD硅碳負(fù)極可破解電池生產(chǎn)中的四大痛點(diǎn)
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，硅基材料憑借其理論克容量?jī)?yōu)勢(shì)嶄露頭角，但體積容易劇烈膨脹等問題，長(zhǎng)期制約其商業(yè)化進(jìn)程。
5月16日，在電動(dòng)航空及下一代電池技術(shù)(CIBF2025深圳)交流會(huì)上，上海杉杉科技有限公司硅碳研發(fā)負(fù)責(zé)人王可眾博士作題為《CVD硅碳產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展方向》的主題演講，分析了硅碳負(fù)極材料的行業(yè)痛點(diǎn)，并向與會(huì)代表分享了杉杉科技的最新研發(fā)成果及對(duì)行業(yè)的趨勢(shì)判斷。
王可眾指出，硅基材料目前主要面臨體積容易劇烈膨脹、高壓實(shí)極片不耐壓、快充能力受限，以及在電池生產(chǎn)環(huán)節(jié)相關(guān)氣體所帶來的量產(chǎn)安全問題。
在王可眾看來，今年以來，隨著eVTOL、無人機(jī)等新興應(yīng)用場(chǎng)景的市場(chǎng)熱度快速升溫，帶動(dòng)對(duì)電池能量提出更高的要求。
值得注意的是，隨著電池能量密度的不斷提高，往往需要增加更高的硅含量，而硅含量的增加，其易膨脹的問題就更加凸顯。
據(jù)王可眾介紹，當(dāng)前，3C電池產(chǎn)品硅含量一般在10%左右，頭部企業(yè)已達(dá)到15%，更有布局無人機(jī)方向的電池企業(yè)更為激進(jìn)，已開展硅含量高達(dá)30%-40%的電池產(chǎn)品的研發(fā)。
實(shí)際上，為了解決硅基材料體積易膨脹的問題，產(chǎn)業(yè)界出現(xiàn)了多種技術(shù)創(chuàng)新路線。新型CVD(化學(xué)氣相沉積)硅碳就是其中一條技術(shù)路線，這也是杉杉科技布局的重點(diǎn)。
王可眾介紹道，杉杉科技已推出一款多孔碳產(chǎn)品，從而給硅的體積膨脹預(yù)留一定的空間，可以緩解硅碳材料易膨脹的問題。
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，王可眾指出，壓實(shí)密度提高后，就會(huì)暴露常規(guī)硅碳產(chǎn)品不耐壓的問題，進(jìn)而造成電池產(chǎn)氣、循環(huán)不良等問題。
對(duì)此，杉杉科技推出一款純球形硅碳負(fù)極產(chǎn)品，其在受到外界壓力時(shí)，應(yīng)力分散比較均勻，其耐壓性是常規(guī)產(chǎn)品的3-5倍以上。
對(duì)于硅碳產(chǎn)品快充受限的問題，王可眾表示，杉杉科技研發(fā)了表面有褶皺結(jié)構(gòu)的硅碳產(chǎn)品，這樣一來，其與電解液的接觸面積增大，其動(dòng)力學(xué)性能可以得到一定提升。
對(duì)于電池生產(chǎn)相關(guān)環(huán)節(jié)中，硅烷、乙炔等氣體所帶來的量產(chǎn)安全問題，杉杉科技經(jīng)過多年的積累，已經(jīng)掌握了安全生產(chǎn)的關(guān)鍵。在杉杉產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，目前未發(fā)生過嚴(yán)重的安全事故。
王可眾還表示，CVD硅碳產(chǎn)業(yè)前景廣闊，其產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵點(diǎn)在于，基于材料技術(shù)創(chuàng)新，不斷提高硅碳材料在長(zhǎng)循環(huán)、耐高溫、減少膨脹、快充等性能上的表現(xiàn)。
杉杉科技在寧波已布局硅基一體化生產(chǎn)基地，設(shè)計(jì)產(chǎn)能4萬噸/年，其中一期項(xiàng)目去年已開始量產(chǎn)，今年產(chǎn)能將進(jìn)一步釋放。杉杉科技期望和上下游企業(yè)一起努力，把電池產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。
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