近日，創立于硅谷的鋰電池硅基負極材料企業GruEnergy完成數千萬美元A+輪融資。

值得注意的是，其領投方星航資本是由小鵬汽車作為戰略出資方發起的私募股權投資機構。

據悉，GruEnergy擁有多項硅負極領域的核心專利，其硅負極技術理論上可以實現8分鐘內充電 0-80% SOC。

負極材料是限制鋰離子電池性能持續突破的核心瓶頸之一，目前傳統石墨負極的性能已接近理論極限，而硅晶體承載與脫嵌鋰離子的能力更強，使得硅基材料具有比石墨更好的比容量與快充性能。

小鵬汽車作為以快充作為主打優勢的代表企業之一，其旗下資本投資GruEnergy，顯示出電動汽車賽道各方玩家圍繞快充技術儲備進行的“鏖戰”進一步加劇。

從上海車展來看，造車新勢力紛紛圍繞快充性能“秀肌肉”。

理想首款純電車型搭載了寧德時代4C麒麟電池，充電10分鐘增加400公里續航。蔚來ES6的800V車型僅需12分鐘充電10%-80% SOC。小鵬G6全系標配800V高壓快充，實現5分鐘補能超200公里。

而麒麟電池便是采用了高鎳正極+硅基負極材料體系，實現三元版能量密度255Wh/kg，支持5分鐘快速熱啟動及10min充電80％。

此外，欣旺達的閃充電池采用了其自主設計的閃充硅材料技術、及硅基體系電解液技術，支持10分鐘充電 20%-80% SOC。

蜂巢能源提出納米網硅負極技術方案，并已搭配高鎳正極將率先在4695大圓柱電芯上實現應用，能量密度≥300Wh/kg。

國軒高科也在年初透露，預計今年批量交付的半固態電池已使用硅負極，已實現單體能量密度達360Wh/kg。

雖然硅基負極技術被視為打破當前“補能焦慮”的底層突破口，但值得注意的是其產業化難點仍然突出：充放電過程中硅的體積膨脹可高達400%，導致活性材料易從極片上脫離，引起電池安全及容量衰減問題。

對此，從材料端可以通過納米化、復合化兩種路徑進行改性。同時可搭配預鋰化技術，新型粘結劑、電解液配方優化等。

例如，蜂巢能源為其納米網硅負極技術方案自主開發了筑網束硅技術、硅碳融合技術、雙層包覆技術。

欣旺達硅基體系電解液技術采用的成膜添加劑，通過調制形成界面膜，有效抑制硅材料體積膨脹。

寧德時代在搭配的導電劑中使用了1.5~2納米管徑的單壁碳納米管，對硅負極束縛力更強，導電網絡更充分，即使硅負極顆粒發生體積膨脹并開始出現裂縫時，仍可通過單壁碳納米管保持良好連接。

為滿足下游車企及電池廠商的需求，負極材料企業也紛紛加碼推進硅基材料的研發及產能建設。當前進入實質性量產或出貨階段的企業有上海杉杉、貝特瑞、石大勝華、天目先導等。

上海杉杉硅氧負極產品一、二代已實現批量供應，第三、四代硅氧產品正處于開發、認證當中。新一代高容量高首效的硅碳產品基礎款也已開發完成。今年3月，寧波杉杉4萬噸硅基負極材料項目開工，預計于2024年初投試產。

璞泰來與中科院物理所合作量產硅基負極材料，其硅碳負極材料產品定位3代負極硅技術，納米硅摻雜石墨或者硬碳的技術。

石大勝華硅基產品為高首效型硅氧碳負極材料，同時有應用于固態電池的“氣相硅碳”在研。公司當前規劃投建的硅基負極產能為5萬噸/年。

天目先導純品硅負極年產量達10000噸、配套硅負極用石墨年產量50000噸。在研發上，已逐步實現一代氧化亞硅、一代硅碳、二代硅碳、二代氧化亞硅的量產。三代硅碳產品已進入中試階段。

可以確定的是，硅基負極已經不僅僅是負極材料細分領域所關注的風口，而成為車企及電池企在快充賽道競逐的關鍵抓手。

GGII數據顯示，2022年我國硅基負極復合后出貨量為1.6萬噸，消費電子與電動工具市場仍占據大頭。而隨著電動汽車終端快充趨勢帶動，以及46系大圓柱電池的放量，硅基負極需求將顯著增加，有望迎來規模級產能釋放。

同時，由于硅基材料特性需要配套特定的導電劑、粘結劑等，也為相關的產業鏈企業帶來新的增長空間。

審核編輯：劉清