随着电动汽车销量的持续增长，全球对电池需求不断上升，这一趋势也推动了硅负极技术的快速发展。相比传统的石墨负极，硅负极不仅具有更高的能量密度，而且充电速度更快。不过，其在实际应用上仍面临着不少挑战，比如循环寿命和生产成本的控制。
美国电池初创企业Group14的高硅负极材料。
硅负极的技术优势与挑战
据分析公司IDTechEx的报告指出，先进的硅负极材料在电池性能方面展现出了巨大的潜力。理论上，硅负极的能量密度可以达到石墨的10倍，这将显著提升电动汽车的续航能力并缩短充电时间。但这种材料在充电过程中会出现明显的膨胀，进而导致电池寿命缩短。这种物理特性给硅负极的广泛应用带来了阻碍，因此目前行业内普遍采用硅和石墨的混合负极，而非100%的硅负极。
美国阿贡国家实验室储能科学合作中心的主任Venkat Srinivasan告诉CNBC，尽管固态电池在过去几年被视为电动汽车的“终极梦想”，但硅负极的进展相对更为显著。目前硅负极的使用寿命已有显著提升，一些测试显示其日历寿命可达三到四年。
固态电池的现状
咨询公司Benchmark Mineral Intelligence的高级分析师Rory McNulty指出，硅负极和固态电池是电动汽车电池市场上两种新兴的技术趋势，旨在突破高性能电池的极限。
McNulty表示，通常情况下，更好的电池性能是以寿命或安全为代价的。比如，硅负极在充电过程中会显著膨胀，从而缩短电池寿命。
相比之下，固态电池被认为可以大大提高电解质对高性能电极材料的稳定性，从而克服使用硅和锂等高能量密度材料的挑战。
固态电池采用固体电解质，这种结构被认为能够提供更高的稳定性和安全性。包括丰田、奔驰、Stellantis等在内的多家公司都在押注固态电池作为未来发展方向。不过，目前的进展较为缓慢，固态电池仍面临诸多技术障碍，距离大规模商用还有一定的时间。
最新消息称，宁德时代在今年增加了对全固态电池的研发投入，已将全固态电池研发团队扩充至超1000人。宁德时代目前主攻硫化物路线，在近期已进入20Ah样品试制阶段。
硅负极成西方国家的战略机会
Fastmarkets电池原材料分析师指出，硅基负极有望成为负极领域的下一代技术，为更快的充电提供解决方案。
从中国和韩国的知名负极供应商，到美国的Group14和Sila Nanotechnologies等新兴公司，许多行业参与者一直在研究硅负极的潜力。
硅负极在西方国家被视为追赶中国的一种战略机会。目前，中国在电池石墨负极市场占据主导地位，全球98%的石墨负极供应链都掌握在中国企业手中。因此，西方国家通过硅负极技术的研发和应用，试图在这一领域缩小与中国的差距。
前景展望
尽管硅负极技术已展现出巨大的潜力，但其大规模商业化仍需解决诸多技术难题。台湾的辉能科技在巴黎车展上展示了全球首款完全采用硅负极的电池，并宣称其充电速度显著提升，能够在5分钟内将电量从5%充至60%，8.5分钟即可达到80%。不过，市场分析师指出，硅负极的生产成本仍是阻碍其普及的一个重要因素。
德国FEV和台湾辉能科技合作开发的100%硅复合负极电池。
综上所述，硅负极技术虽然尚未完全成熟，但在提高能量密度和充电效率方面显示出优于固态电池的优势。未来几年，我们可能会看到更多硅-石墨混合负极的应用，而100%硅负极可能还需等待更长时间才能进入大众市场。
专栏：芯锂有数 编辑：陈竺/小岚 分析师：子木
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