最近韩国科学技术研究院一团队官宣,声称自己团队开发出了一种基于硅材料的新型电池。据说他们用硅材料替代了传统锂电池里的石墨负极。理论单次充电续航能达到4800公里,这一数据相比当下热议的固态电池更具噱头。最近想买车是不是应该再等等?过几年电车长续航版本能到1万公里吗?

硅材料电池容量是现在石墨电池的10倍以上
现在常见的磷酸铁锂、三元锂电池负极材料基本都是石墨,但石墨负极的理论比容量为 372mAh/g,而硅基负极高达 4200mAh/g。

虽然这只是理论容量,但即便考虑电池包体积、重量及能量密度,实际提升幅度也可以直接推动电动车单次充电续航从当前主流的500-800公里直接跃升到2000公里以上,甚至理论上可实现北京到拉萨往返无需补能。
硅材料电池不仅容量大,充电还快
硅基负极的锂离子相比现在市面上的电池,它的传输路径还更短,也就说明它的充放电速度都会更快。比如现在辉能科技的硅基固态电池就能实现8.5分钟从5%冲到80%,这还是技术并不成熟的状态,就已经相比现在的磷酸铁锂电池快出很多了。

而且其放电速度快也能促使车企推出更多像小米SU7 Ultra这样的平民超跑。可能随着它的普及,我们人均都开着千匹电池,并且还能2分钟充满电池。
但硅负极体积碰撞率高,循环寿命也不及石墨电池
硅材料在充放电过程中,它的体积膨胀率能达到300%以上,而我们现在用石墨电池呢,也仅仅只有10%-12%。这样就会导致硅负极电池电极结构坍塌、SEI 膜反复破裂,增加内短路风险,严重还会出现自燃。要知道现在的石墨电池在网上就能看到不少自燃现象,如果换成硅负极电池一定会更危险。

虽然咱一开始提到的韩国团队声称已经通过新型粘结剂抑制膨胀,但他们也没有公布其完整的循环寿命测试。按照现在市面上的硅负极电池循环寿命来看,也就在300-500次之间,而石墨负极电池能达到3000次以上。你会愿意牺牲电池寿命换取长续航吗?
硅负极电池成本高、工艺难,一时半会很难进入民用市场
硅基负极的制备需要极其复杂的工艺,比如纳米硅颗粒合成、气相沉积、预锂化等,在制作前,电池厂要投入大量的设备,而且相比现在常用的石墨结构,硅基负极的良品率还很低。所以初步算下来,硅碳负极的生产成本是石墨的2-3倍,也就是发展初期只能用在高端车型上,但寿命低这一天生的缺陷,又会背刺花大价钱买车的用户,所以车厂大概率也不会选择硅基负极电池。

同时现在动力电池新国标要求循环寿命≥1500次,即便是刚刚获得技术突破的韩国团队都没达成这一标准,所以想进入国内市场,硅基负极电池还有很长的路要走。
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