编前： 今年以来，伴随新能源整车市场的高歌猛进，动力电池行业好不“热闹”。在市场和需求的驱动下，在原材料涨价和竞争加剧的大潮中，得益于新材料和新工艺的发展，越来越多的新型电池技术走到台前。它们中有些即将量产，有些前景可期。这些变化赋予了新能源汽车及动力电池行业更多生机与活力，但同时也意味着市场存在一定的变数。面对这种局面，如何做出决策、如何开展布局，将是对企业的一项大考。

近日，工信部发布的最新一批《新能源汽车推广应用推荐车型目录》显示，广汽新能源推出了一款新车型AIONLXPLUS。据悉，该款车凭借续驶里程超过1000km，百公里耗电量只有15.8kWh，成为业界关注的焦点。此前，广汽新能源方面就曾对这一新车型进行推介称，其超长续驶里程主要得益于海绵硅负极片电池技术。

近一两年来，动力电池在续驶、安全、快充等性能上的“内卷”不断加剧，能够实现更优特性的技术五花八门。在新能源汽车市场规模和渗透率不断提升的驱动下，动力电池技术创新研发的步伐正在加快，为产业格局的重塑带来一股新变量。

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硅负极电池

据了解，广汽埃安AION LXPLUS配装新型镍钴锰三元锂电池，系统能量密度达到205Wh/kg。与普通镍钴锰三元锂电池不同的是，新型电池的负极加入了像海绵一样柔软的硅片。这种设计使硅在充放电过程中的膨胀和收缩被限制和缓冲不会碎裂，同时也像海绵吸水一样，让硅负极发挥大容量的优势，储存更多能量，其核心优势在于大幅降低了电池的质量和体积。

广汽新能源官方资料显示，通过这项自主研发的“海绵硅负极片电池技术”，在同等电量情况下，动力电池单体电芯可实现体积减小20％、重量减轻14％。这款新型电池目前的电芯能量密度可达280Wh/kg，未来通过技术迭代，这个数值有望提升至315Wh/kg。

现阶段，我国动力电池的负极材料主要以人造石墨为主，但其克容量已接近理论数值，难以进一步提升，因此开发锂电池的新型负极材料及技术成为研发重点。

商业化的硅材料负极一般为硅碳复合体系，随着相关技术逐渐成熟，其产业化应用逐步推进。来自鑫椤资讯的统计数据显示，2020年，我国硅碳负极材料出货量为0.9万吨，占比约为2％。

一向被称为新能源汽车行业风向标的特斯拉，几年前就将目光转向了硅负极技术。从ModelS、ModelX开始，特斯拉就在动力电池的石墨负极中掺入硅材料。Model3(参数|图片)上使用的21700电池中，硅的比例再次得到提升，能量密度较上一代18650电池提升约20％。值得关注的是，特斯拉方面还表示，最新的4680电池将导入硅负极替代原来的碳基材料。另据获悉，特斯拉近期收购了美国电池初创公司SiILion，后者拥有“包含硅颗粒的大型电池负极”专利，目前已转移到特斯拉名下。

国内造车新势力在动力电池新技术应用上也不甘落后。今年1月，蔚来汽车方面表示，将在2022年交付150kWh电池包，正极使用纳米包覆超高镍材料，负极使用预锂化硅碳负极，同时使用半固态电解质，单体能量密度可达350Wh/kg。今年4月上市的智己L7，其118kWh高配版动力电池采用与宁德时代合作的“掺硅补锂”技术，官方称其电芯最高能量密度可达300Wh/kg，具有20万公里零衰减和“永不自燃”的特性。

国际上，松下、三星SDI的圆柱电池此前已导入硅碳负极。此外，丰田、三菱、日立化成等也是主要的硅基负极材料技术专利申请企业。

在国内，主流动力电池供应商(参数|图片)早已看到硅负极电池的发展潜力，比亚迪、宁德时代、国轩高科、贝特瑞、杉杉股份、力神、比克、万向等都展开了相关布局。比如，今年年初，国轩高科首次推出能量密度达210Wh／kg的磷酸铁锂电池新品。该公司表示，这一性能的提高，离不开关键的“高克容量硅负极材料和先进的预锂化技术”。

据介绍，硅碳负极材料因其比容量大，能大幅提高锂电池的能量密度，是新一代负极材料的发展方向。东北证券的研究报告显示，锂电池负极从石墨体系到硅基负极将是未来的升级方向。随着动力电池能量密度要求的提高，硅碳负极搭配高镍三元材料成为发展趋势。未来两年，随着高镍三元材料技术逐渐成熟，硅碳负极的产业化即将到来。

新能源与智能网联独立研究员曹广平对《中国汽车报》记者表示，目前硅负极或高硅含量的硅碳负极材料，优势在于克容量较大，理论上是现有石墨负极的几倍或10倍以上，因此使用硅做负极可大副提高锂离子电池的能量密度。硅是碳的同族元素，硅或硅碳负极材料在电化学上都能实现嵌锂和脱锂。“不过，由于硅在嵌锂的过程中体积膨胀较大，脱锂后又容易坍塌，所以理论上设计难度较大、使用寿命较差。”他称。

对此，有业内人士指出，硅碳负极适合做寿命同样相对略短的高镍三元正极的“搭档”，生产循环寿命满足常规使用需求、具备高能量密度的电池单体。

“现在，硅碳负极的成本稍高，而且还存在体积膨胀、首效低及补锂技术不成熟等挑战，预计随着这些问题得以解决，会有更多车型配装硅碳负极的动力电池。”一家新能源汽车企业的相关负责人说。

“在锂负极或锂混合负极产业化之前，硅碳或硅负极很可能有一定的市场窗口期，其长短取决于能否补齐自身短板以及下一代锂负极的难题何时攻克。”曹广平认为。