硅基负极

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道氏技术:公司已布局的单壁碳纳米管等固态电池核心材料在人形机器人领域都具有广阔的应用前景
每日经济新闻· 2025-09-17 16:25
战略合作布局 - 公司与苏州能斯达电子科技及关联参股公司广东芯培森技术签署战略合作协议 三方将围绕人形机器人电子肌肉 电子皮肤和关节等关键零部件材料展开研发与市场拓展合作[2] - 合作模式为整合各自优势资源进行深度合作 覆盖材料研发及市场拓展全链条[2] 新材料技术储备 - 已布局单壁碳纳米管 高镍三元前驱体 富锂锰基前驱体 硅基负极 固态电解质 金属锂负极等固态电池核心材料[2] - 上述材料被确认在人形机器人领域具有广阔应用前景 涵盖能源与结构材料方向[2] 技术应用方向 - 材料研发重点聚焦人形机器人三大核心部件:电子肌肉 电子皮肤和关节所需材料[2] - 固态电池材料技术可延伸应用于人形机器人能源系统 体现技术协同效应[2]
杨瑞甫:锂离子电池负极材料的发展演变与未来趋势 | 钛资本新能源组
钛媒体APP· 2025-09-13 12:40
锂离子电池负极材料市场概况 - 锂离子电池在消费电子、动力及储能三大领域实现广泛应用,近年市场规模年均增量超20% [5] - 2024年正极材料出货量达320万吨,负极材料出货量超210万吨,且仍保持增长态势 [5] - 石墨负极占据绝对主导地位,占比超95%,硅基、硅碳及其他复合负极材料占比不足5% [5] 石墨负极技术特性 - 石墨负极具有六方六面体层状结构,层间距为0.335纳米,成为锂离子嵌入与脱出的天然通道 [6] - 理论比容量为372mAh/g,商业化产品比容量多在330-360mAh/g [7] - 循环性能优异,消费电子电池循环寿命超1000次,动力电池超3000次,储能电池可达10000次以上 [7] - 电子导电率高,无需额外添加导电剂,且锂离子嵌入时电位接近锂金属 [7] - 制备工艺成熟且成本低,近40年的技术迭代与规模扩大推动成本持续下降 [7] - 比容量天花板突出,商业化产品已接近372mAh/g的理论值 [8] - 快充性能受限,大电流充电易导致负极表面形成锂枝晶 [8] - 低温适应性差,在-30℃环境下容量损失可能超30% [8] 硅基负极材料发展 - 硅理论比容量达4200mAh/g,是石墨的十倍以上,但存在体积膨胀率高和电导率差的问题 [9] - 预计到2030年前后,硅基负极的渗透率将达到30%,磷基等材料在高端领域的应用也将逐步扩大 [9] - 硅基负极材料技术迭代围绕解决容量、循环寿命、成本三大核心矛盾持续迭代,已形成四代技术体系 [10] 第一代硅基负极技术 - 技术核心是通过机械球磨+碳包覆工艺制备微米级核壳结构材料 [11] - 工艺门槛极低,能直接适配现有锂离子电池负极生产线 [11] - 碳包覆将硅材料原本300%的体积膨胀率降至约150% [11] - 循环寿命短,通常循环200次后容量会出现显著衰减 [11] - 首次库伦效率低,首效仅能维持在70%-80% [12] - 导电性差,需在材料中掺入较高比例的导电剂 [12] 第二代硅基负极技术 - 以氧化亚硅(SiO)与碳复合为技术核心,通过硅氧键的形成优化材料性能 [13] - 体积膨胀率进一步降至100%-120% [13] - 循环寿命可稳定循环500次以上 [13] - 比容量达到1500mAh/g以上 [13] - 首效仍维持在70%-80%的水平 [14] - 导电性仍需改善,需通过添加导电剂来优化电子传输效率 [14] - 存在不可逆容量损失,约消耗30%的锂离子 [14] 第三代硅基负极技术 - 引入物理预锂化技术,核心是通过主动补锂解决首次容量损失问题 [15] - 首效从第二代的70%-80%提升至90%以上 [15] - 循环寿命进一步延长,普通体系可接近1000次循环,适配车用电池时可达1000-1500次 [15] - 电池质量比能量可达到250-300Wh/kg [15] - 工艺难度高,需精确控制锂元素的分布,需引入专用设备 [16] - 安全风险提升,金属锂粉易与空气、水分发生反应,存在氧化燃烧风险 [16] - 材料制备成本较前两代上升15%-20% [16] 第四代硅基负极技术 - 核心是通过化学气相沉积(CVD)工艺构建三维导电网络 [17] - 多孔碳骨架可承受15MPa以上的压力,将整体体积膨胀率控制在50%-100% [18] - 电子与离子传输效率高,多孔碳骨架为SP²杂化结构,具备高导电性 [18] - 界面稳定性优异,能诱导形成稳定的SEI膜,提升循环寿命 [18] - 应用场景适配性灵活,硅负载量50%-60%的材料侧重高容量,30%-40%的材料侧重循环稳定性 [18] - 产业链长且成本高,制备流程显著更长、工艺更复杂 [19] - 体积能量密度受限,体积比能量仅比高容量石墨负极提升20%-30% [19] - 长期循环结构稳定性不足,硅颗粒反复膨胀收缩会逐渐破坏多孔碳骨架完整性 [19] - 电解液兼容性差,需专用电解液抑制,进一步增加电池体系成本 [19] 无负极电池技术 - 核心技术特征是不在负极集流体表面预制活性材料,让锂离子直接在负极集流体表面沉积、脱嵌 [22] - 能量密度更高,省去预制负极活性材料的空间与重量 [22] - 成本更低,减少了负极活性材料的制备、加工与装配环节 [22] - 面临锂金属沉积行为失控与界面稳定性差的问题,易形成锂枝晶 [22] - 行业主要围绕集流体改性、电解液优化、人工SEI膜构建和补锂技术开展技术攻关 [23] - 3D多孔技术被视为未来可能产生重大突破的领域,包括3D多孔金属负极与复合金属负极 [23] 张家港博威公司技术布局 - 在多孔碳的研发上已完成两代技术迭代 [23] - 第一代产品为无定形块体多孔碳 [23] - 第二代产品是高球形度多孔碳微球,实现粒径和孔径可控 [23] - 目前已具备小批量工程验证能力 [23] 负极材料市场需求与机会 - 到2030年仅硅碳负极即可形成千亿级空间 [24] - 多孔碳技术可用于动力电池、固态电池、超级电容器、兆瓦级快充等场景,每个细分都是百亿级需求 [24] - 行业尚处产业化初期,技术领先者将率先占据头部位置 [24] 博威公司合作战略 - 定位为"协作型供应商",以技术代差切入硅碳负极赛道 [24] - 在粒径与孔径控制上领先对手一至两年 [24] - 与国内多家头部企业洽谈验证样品,计划以"供应+技术共创"模式合作 [25] - 通过"先发技术+龙头渠道"的协同关系,快速锁定下游订单 [25]
超纯工业气体,“掘金”万亿碳材料产业
DT新材料· 2025-09-13 00:07
金刚石:对气源纯度的极致考验 回顾碳材料的产业化路径可以发现,几乎每一次重大突破都伴随着对超纯气体工艺的依赖。以金刚石为例,无论是 CVD 单晶金刚石衬底的制备,还是在热 管理器件中的应用,其核心工艺环节均要求极高纯度的甲烷和氢气。在材料生长过程中,气氛中的杂质浓度甚至需要控制在 ppb 级别,否则晶体缺陷将直接 影响导热率和电学性能。对国内外多家金刚石厂商而言,掌握高品质气源和稳定供应,几乎是与 " 掌握核心生长工艺 " 同等重要的条件。 石墨烯、碳碳复合材料: CVD 制备的核心变量 石墨烯的产业化同样印证了这一逻辑。虽然石墨烯的制备路径多样,但最具规模化潜力的 CVD 工艺离不开甲烷、氢气和氩气的组合使用。石墨烯薄膜的层 数控制、缺陷密度和均匀性,往往取决于气体流量比、纯度和动态调控能力。随着石墨烯在导热膜、柔性透明电极及功能涂层中的应用拓展,气体环节的质 量控制正成为制约产业良率与成本的关键变量。一些国内石墨烯龙头企业已开始与气体供应商展开联合开发,以便在气源端就设定工艺匹配的标准。同时 , 碳碳复合材料制备过程中的CVD沉积也需要使用气体,需多次沉积以达到致密化效果。 在材料科学与先进制造的持续演进 ...
中科电气:公司锂电负极业务针对硅基负极有持续投入
证券日报网· 2025-09-05 18:50
公司技术进展 - 公司锂电负极业务针对硅基负极有持续投入 目前已建设完成中试产线[1] - 硅基负极产品包括面向固态电池的硅碳负极[1] - 产品已进入多家客户测评和平台开发阶段[1] 产品性能优势 - 硅基负极能量密度较传统石墨负极有较大提升[1]
光伏热场材料企业,正集体涌入又一热门赛道
DT新材料· 2025-08-30 00:05
过去三年,单晶硅 " 拉晶 - 切片 - 电池 - 组件 " 全链条高速扩产,特种石墨 / 碳碳复合等热场材料企业吃到了红利:高纯度、耐高温、低杂质的等静压 石墨、碳毡与碳 / 碳构件,几乎是单晶拉晶炉的 " 刚需 " 。但自 2023 年下半年起,光伏产业链价格系统性下行、产能过剩凸显, 2024 - 2025 年的 " 价格战 " 把大量利润抹平甚至倒挂,行业进入出清周期成为阶段性常态。 02 在此背景下,具备高温热处理、纯化与大型碳构件加工能力的光伏热场碳材料企业,正把视线转向一个增量更确定的赛道 —— 硅基负极 。其逻辑并不复 杂:需求侧, 4C/5C 超充与更高能量密度的动力 / 消费电池加速采用硅碳体系;供给侧,热场企业与硅基负极在工艺、设备、纯度控制与石墨体系协同上 具备高度可迁移性,从而缩短切入时间与认证周期。 01 光伏 " 寒潮 " 倒逼转型:热场企业 " 先 天禀赋 " 光伏热场材料的核心壁垒在于超高温( >2500–3000℃ )处理、 CVD/CVI 涂覆、石墨化与超净纯化,以及大尺寸复杂结构的高精密机加与长周期稳定供 货。这些能力与负极材料(尤其是硅碳复合)高度契合: 首先 , 硅 ...
石大胜华构建全球多基地多渠道一体化产业新格局
齐鲁晚报网· 2025-08-28 13:20
公司发展历程与产业布局 - 公司自2002年建设首套碳酸二甲酯装置 已在碳酸酯类产品领域深耕23年 [3] - 先后布局五种碳酸酯溶剂(碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯) 成为全球首家同时提供五种溶剂的生产厂家 [3] - 2016年布局六氟磷酸锂产品 2021年布局电解液添加剂和电解液 2022年布局硅基负极产品 [3] - 2023年电解液产品进入宁德时代供应体系 完成从电解液材料一站式采购服务商到电解液+材料一体化服务商的战略转变 [3] 生产基地与全球网络 - 以东营本部为起点 在济宁、泉州、武汉、眉山建立生产基地 完成全国产业基地布局 [3] - 海外在日本、欧洲、美国成立子公司 在韩国建立办事处 完成海外销售网络建设 [3] 技术优势与产业链协同 - 同时掌握PO路线和EO路线碳酸酯生产技术 [3] - 在东营基地通过自有PO装置实现PO—PC—DMC—EMC/EC产业链布局 实现上下游产品互为原材料 [3] - 在济宁、武汉、泉州通过合作单位实现主要原料管道输送 实现产业经济利润最大化 [3] 核心竞争力与行业地位 - 建立多品类核心产品、全国多生产基地、全球多销售渠道、多层级高端客户、多工艺路线、产业链一体化的产业布局 [4] - 产品市场份额、产品品质、公司综合竞争力保持行业领先 [4] - 下游客户覆盖全球范围内电解液龙头厂商 可为客户提供一站式碳酸酯溶剂采购服务 [3]
1000+深度报告:半导体材料/显示材料/新材料能源/新材料等
材料汇· 2025-08-06 23:53
新材料投资领域分类 - 半导体材料领域涵盖光刻胶、电子特气、靶材、硅片、湿电子化学品、CMP、掩膜版等细分方向[1] - 新能源材料包括锂电池、钢离子电池、硅基负极、复合集流体、隔膜、正极材料等[1] - 光伏材料涉及光伏胶膜、光伏玻璃、光伏支架、OBB、光伏背板等[1] - 新型显示材料包含OLED、MiniLED、MicroLED、量子点等技术路线[3] - 纤维及复合材料包括碳纤维、超高分子量聚乙烯、芳纶纤维、玻璃纤维等[3] - 化工新材料涵盖胶黏剂、硅橡胶、COP、COC、树脂、LCP、PEEK等特种工程塑料[3] 半导体技术发展路线 - 半导体工艺节点从180nm演进到14A,FinFET架构逐步过渡到GAAFET架构[11] - 光刻技术从DUV(248/193nm)发展到Hi-NA EUV[11] - 台积电工艺路线为CO18/CO13→IN90→IN65→INAS→N28/N20→INIC→DNA→N4/N3→IN2→116A→14A[11] - Intel工艺路线为IC013→N22/20→Intel-7→Intel-4→Intel-20A/18A→Intel-14A[11] - 三星工艺路线为NS/4→N2[11] 企业投资阶段特征 - 种子轮企业处于想法阶段,仅有研发人员,投资关注门槛和团队考察[6] - 天使轮企业已开始研发并有部分收入,需考察研发投入和渠道需求[6] - A轮企业产品相对成熟,销售额快速增长,需考察客户和市占率[6] - B轮企业产品成熟并开发新产品,销售额持续增长,估值较高[6] - Pre-IPO阶段企业已成为行业领先企业[6] 知名企业布局 - 半导体领域知名企业包括ASML、中芯国际、台积电等[4] - 新能源领域涉及比亚迪、特斯拉等企业[4] - 材料领域有杜邦、汉高、3M等国际巨头[4] 新兴技术方向 - 第三代半导体材料包括碳化硅、氦化荡等[1] - 第四代半导体材料为氧化荡[1] - 光模块技术涉及硅光子、铜酸锂等[1] - 先进封装技术包含玻璃通孔TGV、硅通孔TSV等[1] - 未来产业方向包括核聚变、机器人等[4]
入局固态电池,电解液企业“不再沉默”
高工锂电· 2025-07-30 18:09
行业趋势 - 固态电池被视为下一代技术浪潮,传统锂电池产业链参与者面临角色重估 [2] - 硫化物固态电解质因其高离子电导率被广泛看好,高纯度硫化锂制备成为电解液企业切入固态赛道的首个关键战场 [2] - 半固态凝胶电解质被视为离产业化最近的解决方案,最大优势在于对现有电芯生产工艺改动小 [5] - 行业已结束观望期,电解液企业正从不同维度切入技术竞赛,包括聚焦核心原料、选择过渡方案、跨领域协同开发等 [8] 技术路径 - 隔膜企业通过开发可作为固态电解质载体的"基膜"产品找到产业化路径 [2] - 电解液企业选择液相法制备硫化锂,技术路径核心在于对杂质的精准控制而非单纯追求纯度指标 [3] - 液相法在控制碳含量、残余溶剂及氯离子等方面具有天然优势 [3] - 原位固化凝胶电解质方案主要满足客户降低漏液风险的需求,但面临聚合均一性、离子电导率与机械强度平衡等挑战 [5] - 硅基负极是匹配高能量密度电池的下一代负极材料,应用需要电解液配合 [7] 企业动态 天赐材料 - 选择液相法制备硫化锂,目标2025年底前产出百公斤级样品 [3] - 基于自产液相硫化锂可一步合成固态电解质,带来显著成本优势 [3] - 样品在空气稳定性方面取得突破,低露点环境下24小时后离子电导率仍保持85%以上 [3] - 致力于原位固化凝胶电解质方案,常温下离子电导率大于5 mS/cm,高温性能优于传统液态电解液 [5] - 开发耐高压电解液同时介入5V镍锰酸锂高电压正极材料开发,能量密度可提升20%以上,PACK层面成本降低约18% [6] 华盛锂电 - 采用液相法路径,与客户共同开发出离子电导率达5.57 mS/cm的Li₆PS₅Cl硫化物固态电解质 [4] 新宙邦 - 通过与星源材质成立合资公司新源邦布局硫化物电解质,已完成超百公斤规模生产,计划2025年底建成10吨/年生产线 [5] 石大胜华 - 选择硅基负极路径,已建成千吨级产线,正加速推进3万吨/年项目建设,瞄准4680电池等市场需求 [7][8] 昆仑新材 - 产品同时涉及硫化物、氧化物粉体及浆料,可根据客户需求定制不同粒径产品 [8] 技术挑战 - 镍锰酸锂商业化最大障碍在于与电解液的兼容性问题,高温下循环衰减快、产气严重 [6] - 凝胶电解质设计需在离子电导率和机械强度之间取得平衡,同时需优化聚合物骨架抗氧化性以匹配高能量密度三元正极 [5] - 电芯从小型样品放大至大尺寸动力电池时,凝胶在内部聚合的均一性成为难题,直接影响电池稳定性 [5]
2025 Carbontech 科研成果特色展区 | 碳纤维、固态电池、硅基负极、碳基半导体、金刚石......
DT新材料· 2025-07-30 00:05
产学研融合 - Carbontech致力于通过"产、学、研"深度融合加速碳材料产业技术革新,为行业高质量发展提供技术支持 [1] - 高校及科研院所的顶尖科研团队创新技术和突破性成果可为碳材料行业提供持续发展动力 [1] - 公司特设科研成果展示区,面向全球知名高校及科研院所征集前沿性、可转化科研成果 [1] 科研成果展示 - 展示区将以展台形式呈现学术界最新研究,促进合作交流和技术分享 [1] - 重点展示半导体、新能源、高端装备等碳材料相关领域科研成果 [4] - 科研成果需为2025年以来推出的技术/产品/解决方案,具有前沿性、可重复性和高附加值 [6] 科研成果范围 - 材料类包括金刚石、超硬材料、石墨烯、碳纤维及其复合材料等 [5] - 制造类涵盖金刚石合成设备、超精密加工装备、高温处理设备及分析仪器等 [5] - 科研成果不得侵犯第三方知识产权或涉及保密项目 [6] 参展信息 - 标准展位(9㎡)价格为8000元/个 [7] - 参展单位可获Carbontech全媒体矩阵免费宣传1次 [8] - 参展单位享有展会免费参会权益(所有论坛,限2人) [8]
GGII:2025H1中国负极材料出货量129万吨 同比增长37%
智通财经网· 2025-07-29 18:26
智通财经APP获悉,GGII数据显示,2025H1中国负极材料出货量129万吨,同比增长37%,增速低于其他 几大主材,主要是2024年上半年预期到价格上涨,企业囤货,导致2024年上半年出货量基数较大。预计 2025年中国负极材料出货量将超260万吨,同比增长25%以上。 | 电池产品 | 对人造石墨主要要求指标 | | --- | --- | | 280Ah | 压实密度:1.5-1.6g/cm3; 克容量:340-345 mAh/g | | 314Ah | 压实密度:1.6g/cm3;克容量:~350mAh/g | | 500+Ah、600+Ah | 压实密度:1.6-1.65g/cm³; 克容量:350-355mAh/g | 从细分产品结构看,2025H1人造石墨出货量为117万吨,同比增长47%,占负极材料总出货量比达91%; 天然石墨出货量10.6万吨,同比下降23%;其他占比提升0.2个百分比,主要系硅基负极发展带动。 数据来源:高工产研锂电研究所(GGII),2025年7月 2024年-2025年H1中国负极材料出货结构(%) 备注:硅基负极材料为复合后口径; 数据来源:高工产研锂电研究所(G ...