正极材料高镍化趋势迫切要求新一代负极材料:

随着NCM、NCA等正极材料普及应用,以及特斯拉对于无钴的不倦追求,促进了超高镍化的三元材料进展,正极材料的能量密度有了长足的提升。但现有的石墨负极的比容量已经接近极限,为了提高锂电池的整体能量密度,开发新型的锂电负极材料迫在眉睫。

硅碳材料是理想的下一代负极:

硅材料质量比容量最高可达4200mAh/g,远大于碳材料的372mAh/g,是目前已知能用于负极的材料中理论比容最高的材料。同时因其低嵌锂电位、低原子质量、高能量密度,硅材料是碳材料的理想替代产品。但硅材料在嵌锂和脱锂过程中体积变化高达320%,造成材料结构的破坏和机械粉碎,引起容量快速衰减及较差的循环性能。

通过Si/C复合的材料改性方式,Si颗粒作为活性物质,提供储锂容量;C既能缓冲充放电过程中硅负极的体积变化,又能改善Si质材料的导电性,Si/C复合材料综合两者的优点成为代替石墨作为新一代锂离子电池理想的负极材料。

同时为了解决硅碳负极SEI膜造成的容量损失,通过预锂化进行负极补锂,可以抵消形成SEI膜所造成的不可逆锂损耗,提高电池的总容量和能量密度。

Maxwell干电极工艺有望加速硅碳负极预锂的产业化:

Maxwell干电极生产过程始终保持无溶剂干燥状态。从理论上来讲,干电极生产方式非常适合SLMP预锂化,从而有望促进硅碳负极材料产业化进程。

预锂化有望提振金属锂需求:

我们认为超高镍化三元材料+硅碳负极将成为锂电池未来发展主流方向。从定性分析看,高镍化三元材料降低钴的使用量,长期看单体电池对钴的需求呈下降趋势。而硅碳负极材料的商业化,则提升金属锂的需求预期。