“鋰離子電池正朝著高能量密度方向發(fā)展;未來幾年，高能量密度電池體系，仍將以三元正極/硅負極體系為主?！痹谌涨芭e行的第十屆動力電池應用國際峰會(CBIS2025)上，貝特瑞副董事長任建國在主題演講中表示。

圖為貝特瑞副董事長任建國作主題演講

　　從應用現(xiàn)狀來看，當前各主流廠商電池能量密度，已普遍可以達到300Wh/kg。任建國指出，未來若要實現(xiàn)400Wh/kg或500Wh/kg的能量密度目標，可能需要依賴新型電池體系的突破;但在350Wh/kg以下的應用中，負極材料預計仍將以硅基負極為主導技術路線。

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硅負極材料加速應用

　　硅負極材料在鋰電池中的首次批量應用，可追溯至2013年。任建國回顧，當時韓國三星為電動工具配套的圓柱電池，率先采用了硅碳負極材料。2017年，特斯拉Model 3(美國版)開始搭載松下提供的含硅氧負極電池，標志著硅基負極在電動汽車領域，開始有較大規(guī)模的應用。

　　再后來，特斯拉2020年在其電池日上，首次發(fā)布了4680大圓柱電池，同樣采用硅基負極技術;2021年，廣汽埃安發(fā)布海綿硅負極電池;2022年，寶馬與寧德時代、億緯鋰能等企業(yè)達成合作，在46系列大圓柱動力電池中，采用“三元正極+硅基負極”的技術路線，進一步推動硅基材料在新能源汽車領域的應用。

　　大圓柱電池，是推動硅負極材料應用的主力。截至目前，寧德時代、億緯鋰能、比克動力、松下、三星SDI、LG新能源等眾多國內外電池廠商，都已經布局大圓柱電池。據(jù)不完全統(tǒng)計，全球采用硅基負極材料，實現(xiàn)量產的電池企業(yè)超過20家，其中圓柱電池廠家占比達三分之二。

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硅負極和圓柱電池雙向奔赴

　　“硅負極和圓柱電池是雙向奔赴，因為在電池型號里面，采用硅負極的主要是圓柱電池。”任建國這樣描述目前硅負極材料的應用格局。

　　從形態(tài)本身來看，圓柱、方形和軟包電池各有優(yōu)劣。但任建國指出，圓柱電池內部的應力、電流、溫度分布，更利于硅基材料性能的發(fā)揮。而且，圓柱電池單體能量密度低，更需要硅負極的加入，以提升其能量密度。

　　行業(yè)周知，硅負極材料最大的問題是體積膨脹，膨脹就會帶來內部產生應力。任建國分析，大圓柱電池的強剛性結構，可抵御硅基負極產生的內部應力，有效抑制電極開裂、改善界面阻抗、提升電化學性能。

　　不僅如此，在同樣的材料和體系下，圓柱電池的倍率性能，要比軟包電池更優(yōu)，“主要還是不同形態(tài)的電池內阻和溫度的差異所導致”。而且，大圓柱電池散熱面積小，溫度易集中在內部，有利于硅材料各向同性膨脹，減少開裂，提升穩(wěn)定性。

　　“對于含硅的體系(以正極NCM523，負極Si+Gr實驗檢測)，圓柱電池的儲存性能以及循環(huán)，均優(yōu)于軟包電池;圓柱硬質外殼，可以很好適應硅的體積膨脹?！比谓▏鶕?jù)實驗數(shù)據(jù)作出如是描述。

　　據(jù)業(yè)內預測，2030年全球硅負極需求量將達到2.5萬噸，將在圓柱、軟包、方形電池中全面鋪開。目前，硅負極在圓柱電池中的滲透率比較高，占比約40%，不過圓柱電池在整體電池市場的占比很小，不足1%;未來隨著“46”系列大圓柱電池的放量，將帶動硅基負極市場的快速增長。

　　軟包電池中，目前硅基負極滲透率僅次于圓柱電池。任建國認為，隨著3C數(shù)碼搭硅電池下沉中低端市場，需求量也會進一步增加。方形電池目前在市場占據(jù)絕對主導地位，雖然硅負極滲透率較低，但隨著寧德時代等頭部企業(yè)含硅電池的量產，需求量會進一步增長。

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讓硅負極更貼合大圓柱電池需求

　　雖然是黃金搭檔，但目前硅基材料在圓柱電池中的應用，也面臨一些問題，需要采取相應的解決策略。

　　比如，硅負極材料首效較低，導致首次充放電時，不可逆容量損失較大，難以與高首效正極材料形成有效匹配;硅的理論比容量雖遠超石墨，但高硅含量會加劇材料膨脹與結構破壞;硅嵌鋰時體積膨脹率高達300%，導致電極粉化、活性物質脫落，進而縮短循環(huán)壽命。

　　任建國給出的思路是，通過采取對硅材料多元化的設計，以及搭配石墨的精細化設計等，使硅負極能夠更加貼合大圓柱電池的要求，解決它首效的問題、比容量的問題、膨脹的問題，以及和石墨相匹配的問題，從而加速硅負極在鋰電池當中的滲透率。

　　當下大圓柱電池憑借高能量密度、快充能力及高安全性，正從新能源汽車領域，快速拓展至無人機、機器人、儲能等更多領域?！斑@種多元化的應用，會加速大圓柱電池市場空間的持續(xù)擴展，也會加速硅負極在整個市場的使用?！比谓▏偨Y說。