Современное состояние и перспективы анодных материалов на основе кремния.

Развитием науки и техники на сегодняшний день без проведения экспериментов теоретически доказано, что металлический литий является наиболее идеальным анодным материалом для индустрии литиевых аккумуляторов.

Ввиду того, что проблема дендритов, легко образующихся при использовании металлического лития, не нашла эффективного решения, ожидается, что крупномасштабное коммерческое использование металлического лития в ближайшие десять лет практически невозможно.

Анодный материал на основе кремния является идеальным литиевым анодным материалом, теоретически уступающим только металлическому литию.

По сравнению с теоретической емкостью графита 372 мАч/г, теоретическая емкость кремния может достигать 4200 мАч/г, что более чем в 10 раз превышает емкость графита. Чтобы реализовать преимущества материалов на основе кремния, такие как высокая плотность энергии, и решить проблему расширения при использовании материалов на основе кремния, бесчисленное количество элит посвятило себя производству материалов для отрицательных электродов на основе кремния на протяжении более чем десять лет.

К сожалению, к концу 2022 года годовая стоимость производства отрицательных материалов на основе кремния составит 1,07 млрд юаней (отгрузки 15 000 тонн), что займет лишь 2% рынка литий-отрицательных материалов и 98% рынка литий-отрицательных материалов. по-прежнему графит (объем производства графитовых отрицательных электродов в 2022 году составит 50 миллиардов юаней, а годовая отгрузка — 1,56 миллиона тонн).

Основными причинами развития индустрии отрицательных электродов на основе кремния являются следующие:

1) Характеристики анодных материалов на основе кремния не могут соответствовать требованиям энергетического рынка.

Хотя продукты из оксида кремния готовы к коммерческому использованию, количество циклов не может соответствовать требованиям основной отрасли применения, особенно минимальному требованию количества циклов не менее 1000 недель в энергетической промышленности. Количество циклов, необходимое для отрасли хранения энергии, составляет не менее 5000 недель.

Приложения в энергетике составляют 80% рынка лития, а индустрия хранения энергии — 15% рынка лития.

Анодные материалы на основе кремния в настоящее время в основном представлены на рынке 3C с долей рынка всего 5%, например, электроинструменты, дроны, наушники TWS, электронные сигареты и другие области нашли определенное применение. Срок службы этих приложений обычно должен составлять менее 500 циклов.

Вы никогда не сможете стать чемпионом мира, плавая в маленьком бассейне во дворе.

2) Стоимость единицы грамма мощности анодных материалов на основе кремния намного выше, чем у графита.

Чтобы научно сравнить стоимость материалов на основе кремния и графитовых материалов, мы вводим понятие «эквивалентная единица грамма мощности».

После нормализации стоимости стоимость различных материалов становится сопоставимой.

Так же, как и при расчете выбросов углерода, существует шесть парниковых газов: углекислый газ, метан, закись азота, гидрофторуглероды, перфторуглероды, гексафторид серы. Парниковый эффект метана в 28 раз превышает выбросы углекислого газа, поэтому выброс 1 тонны метана эквивалентен выброс 28 тонн углекислого газа. Влияние различных парниковых газов на парниковый эффект преобразуется в углекислый газ по эквиваленту, а глобальные ежегодные выбросы углекислого газа составляют около 40 миллиардов тонн, на долю Китая приходится четверть.

В настоящее время 92% первого эффекта продуктов из оксида лития и кремния, цена за тонну в 20 раз выше, чем у графита, емкость в граммах в 4 раза больше, чем у графита, а стоимость эквивалентной емкости в граммах в 5 раз выше, чем у графита. .

При добавлении 10% кремния в графит общая стоимость элемента увеличивается примерно на 5%. Это высококонкурентный и экономичный литий, который большинство отраслей не могут себе позволить.