华为新突破，攻克硅基负极难题！固态电池产业应用加速

11月15日，华为的一项新专利被国家知识产权局公布，名为《硅基负极材料及其制备方法、电池和终端》。这项技术旨在解决硅基材料因膨胀问题导致的电池循环性能不佳的问题，从而提高电池负极的循环稳定性。

根据专利内容，使用这项技术制造的电池在循环性能上比传统硅氧/碳复合负极材料的电池有显著提升。具体来说，这种电池在充满电时电极片的膨胀率更低，即使经过600次循环，电芯的膨胀率也明显减少。

此外，专利中提到的高硅氧比硅基颗粒表面导电层的设计，不仅能提升硅基颗粒的电导率，还能增强不同硅氧比结构间的界面电导率。这种设计还能在硅基颗粒表面形成限制层，有效减少锂离子脱嵌引起的体积膨胀。

在固态电池领域，硅基负极的应用前景广阔。目前，商业化的锂离子电池普遍使用石墨作为负极材料，其理论比容量为372mAh/g，而硅基材料的理论比容量高达4200mAh/g，是石墨的10倍。然而，硅基负极在充放电过程中体积膨胀率较高，最大可达300%，远超过石墨负极的10%~12%，导致其循环寿命较短，仅为300~500次，远低于石墨负极的1500次以上。

固态电池的兴起为硅基负极材料的应用提供了新机遇。固态电池的产业化需要在材料上取得突破，而负极材料是其中的关键。目前，石墨负极材料的可逆比容量已接近其理论比容量372mAh/g，因此，为了提高锂电池的能量密度，需要开发比容量更高的负极材料。硅基负极的理论比容量是石墨的10倍，是已知比容量最高的锂离子电池负极材料。使用硅基负极材料的锂电池，其质量能量密度可以提升8%以上，同时每千瓦时电池的成本可以降低至少3%。

固态电池体系能够有效抑制硅负极的缺点。例如，在硫化物体系中，电解质具有较高的离子电导率，可以促进硅负极极片中离子的扩散，缓冲硅负极的体积变化。

随着硅基负极等新型负极材料技术的成熟，其出货量和市场占有率也在逐步提升。据东莞证券引用的EVTank数据显示，2023年硅基负极等新型负极材料的出货量接近6万吨，占整体负极材料出货量的3.4%。固态电池的发展有望进一步扩大硅基负极的应用范围。