國產硅基負極材料創新，商用化硅納米線橫空出世

特斯拉對硅納米線電池的期待

2020年8月，特斯拉CEO馬斯克在推特上表示特斯拉會在3-4年內批量生產壽命更長、而且能量密度提高50%也就是達到400wh/kg的電池。其后，特斯拉發布了電池日活動的注冊頁面，背景圖片很是抽象，海內外媒體經過認真研究后認為這是一種新電池材料——硅納米線的結構圖。人們紛紛猜測，特斯拉可能正在考慮為其車輛推出硅納米線電池。但在其電池當日，眾人期待的硅納米線電池技術并未亮相。

硅納米線負極材料可以減輕電池重量和體積，有助于制造出能量密度更高、使用壽命更長的電池。和其它顆粒狀硅電極材料相比，硅納米線電極材料具有突出的優勢：對循環過程中的電極體積變化具有高容忍度，能夠更大程度上避免電極結構受損；比表面積大，有利于電解液和電極的有效接觸，縮短充放電時間；縮短電子輸運、離子擴散距離，提升電池容量和倍率；協助實現其他功能，如無集流體、自支撐等。

遺憾的是，時至今日，硅納米線電池仍然是“千呼萬喚未出來”。這不免讓人存疑：是什么原因讓特斯拉期待的硅納米線電池“流產”？硅納米線電池是否永遠只是一種“傳說”？

硅納米線——動力電池負極材料的革命？

就當前形勢而言，能量密度的提升幾乎是目前電池行業，甚至是電動汽車行業續航里程向前大跨步最明顯的突破口。

近日，外媒消息報道，美國公司Amprius成功生產第一批能量密度達到450Wh/kg的新一代鋰電池。該電池是商品化電池中能量密度最高的，而且比最先進的特斯拉Model 3電池，體積減少了37%。

Amprius公司表示，這款電池能夠實現如此高的能量密度主要是因為采用了硅納米線技術，生產的第一批硅納米線鋰電池已供應給一家高空偽衛星公司。。

業內周知：特斯拉高調宣布的硅納米線電池，其硅納米線材料供應商即是Amprius。此次Amprius將硅納米線用在不計成本的航空航天電池，而不是對成本敏感的民用動力電池領域，最大的原因可能就是：Amprius雖然擁有硅納米線材料制備技術，也擁有用硅納米線制造超高能量密度動力電池的技術，但硅納米線材料成本十分高昂！

據業界分析，目前420～450mAh/g 容量的硅基負極材料市價在11～15萬/噸之間，500～650 mAh/g的高容量硅碳負極售價則在30萬/噸左右，而高端石墨的價格僅有7～8 萬/噸。

如何讓硅納米線這種高性能材料成功進入鋰電汽車市場是目前所有負極材料廠商最關心的問題。

中國硅納米線的產業化突破

據業內最新消息，位于四川成都的拓米（成都）應用技術研究院已研發出低成本、可商用的硅納米線負極材料。該消息稱：拓米的硅納米線已在中試線進行公斤級生產，純硅納米線材料克容量≥3300mAh/g，硅碳復合材料克容量≥1500 mAh/g。拓米研發的硅納米線成本合理，可在動力電池上大批量規模商用化。據了解，拓米是目前國內乃至世界上唯一可以低成本、規?；杓{米線材料的企業。

在新能源汽車行業高速發展的背景下，消費者對新能源汽車的續航里程提出了更高的標準，相對應的硅基負極材料在電池應用中的需求也快速起量，硅負極產業將迎來高速發展期。如果硅碳負極是負極材料的未來，那么硅納米線就是未來最閃亮的明星，硅納米線注定將成為革命性的動力電池負極材料！