固态电池华为新专利

$道氏技术(SZ300409)$  $天奈科技(SH688116)$  $有研新材(SH600206)$  

11月15日，国家知识产权局披露，华为公开了硅基负极材料的专利，名称为《硅基负极材料及其制备方法、电池和终端》。该专利主要解决了硅基材料因膨胀效应过大导致电池循环性能低的问题，提高负极的循环稳定性。

专利显示，采用该发明实施硅基负极材料制备的电池相对现有传统硅氧/碳复合负极材料制备的电池，其循环性能得到明显提升，充满电状态时电极片的膨胀率明显降低，循环600次后电芯的膨胀率明显降低。

此外，高硅氧比硅基颗粒表面导电层的设置可以提高高硅氧比硅基颗粒的电导率，提高含硅基体和硅基颗粒两种不同硅氧比结构间的界面电导率；同时可以在高硅氧比硅基颗粒表面形成限制层，有效降低脱嵌锂造成的体积膨胀。

固态电池有望扩大硅基负极的应用

目前商业化的锂离子电池主要采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，是石墨负极的10倍左右。

不过，硅基负极在充放电过程中体积膨胀率高，其最大体积膨胀率高达300%，远高于石墨负极的10%~12%，因此，硅基负极循环寿命相比石墨负极更低。硅基负极的循环寿命为300~500次，远低于石墨负极的1500次以上。这是目前限制硅基负极大规模使用的瓶颈之一。

近期，固态电池可以说是汽车圈中最热的话题之一，A股市场上，固态电池相关个股大幅上涨。固态电池产业化全面落地，材料方面首先要攻克。

负极材料也是固态电池的关键创新环节之一。目前石墨负极材料的可逆比容量已接近理论比容量372mAh/g。因此为提升锂电池的能量密度，需开发更高比容量的负极材料。硅基负极理论比容量是石墨的10倍，是目前已知比容量最高的锂离子电池负极材料。采用硅基负极材料的锂电池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下降至少3%。

另外，固态电池体系可以较好抑制硅负极的缺点，比如在硫化物体系中，电解质具有较高的离子电导率，可以有效促进硅负极极片中离子扩散，可以缓冲硅负极的体积变化。