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辉能科技官网显示，其硅复合负极电池充电5分钟可续航约300公里，相较业界快充标准（30分钟），缩短了83.3%的充电等待时间，提升了充电周转率，解决了充电站不足与充电时间过长的困境。硅材料使用膨胀，这有哪些缺点呢？是否对电池安全性是个挑战？又该怎么样解决？目前国内其他厂商，是否有类似硅材料电池系统，量产进度如何？
弗若斯特沙利文（Frost & Sullivan, 以下简称“沙利文”）中华区执行总监向威力接受每日经济新闻采访，分享硅材料在电池应用中的潜力，及国内厂商的量产进度。
Q：硅材料使用膨胀，这有哪些缺点呢？是否对电池安全性是个挑战？又应该怎么样才能解决？
1、体积膨胀：硅作为电池负极时，在充电时会经历显著的体积膨胀（最高可达300%），这可能会引起电池材料的结构破坏，影响循环稳定性和电池使用寿命；2、电导率降低：膨胀和收缩会导致活性材料的电导率降低，进而影响电池的整体性能和充放电效率；3、内部应力：重复的膨胀和收缩会导致电池里面产生应力，从而可能会引起电极的剥离或裂纹，增加安全风险隐患。在极端情况下，由于硅材料的膨胀，可能会引起电池里面短路或热失控，进而影响电池的安全性。这种现象在极端情况下可能会引起起火或爆炸。
1、使用硅和其他材料（如碳）结合的复合材料，以平衡单位体积内的包含的能量和膨胀特性，减小体积变化带来的影响；2、开发柔性或固态电解质，可以更好地适应电极的体积变化，从而提升电池的安全性和稳定能力；3、优化电池的设计和结构，如使用多孔结构或纳米结构，以减轻应力集中并提高循环稳定性；4、在硅材料表面添加涂层，能够更好的降低电池的界面反应，提高循环稳定性。
总体而言，硅材料的膨胀问题在电池使用中影响比较小，尤其是在使用先进的复合材料和优化设计后。这些技术不仅仅可以有效缓解硅的体积变化带来的负面影响，还能保持电池的高单位体积内的包含的能量和良好循环稳定性。通过合理的材料选择和结构设计，电池制造商能够提升产品的安全性和性能，使硅材料在电池应用中发挥其潜力。
国内企业的硅材料电池系统大多分布在在硅碳复合、硅氧复合等负极材料技术方面的量产。国内硅材料电池系统的出货量呈现迅速增加并逐渐商业化的态势，核心企业主要包含贝特瑞、杉杉股份、璞泰来等，致力于产业链的研发技术、产能扩张、制造等方面。
例如：贝特瑞是国内最早量产硅基负极材料的企业之一，其中硅碳负极材料已经开发至第五代产品，比容量达2,000mAh/g以上，截至2023年末，硅基负极材料产能达5,000吨/年。杉杉股份掌握了硅基负极材料前驱体的批量合成核心技术，成功克服了预锂化硅材料嵌入均匀性方面的技术瓶颈。2021年出货量在百吨左右；且公司已布局宁波4万吨一体化硅基负极产能基地，其中一期产能建设中，2024年年中投试产。璞泰来于2023年7月启动年产1.2万吨硅基负极材料（单体）的项目建设，计划2025年开始慢慢地分期投产。胜华新材近期在眉山基地投产了3万吨/年硅基负极材料项目。目前国内外有超40家厂商布局硅材料电池系统，行业进入商业化量产阶段。
*本采访已刊登于每日经济新闻，记者为朱成祥，原标题为：《充电5分钟，续航两三百公里 新能源车高速排队充电问题有解了？》
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