摘要：埃力生亞太材料部負責人陳金輪對電池網表示，“預計2020年SIO負極材料市場空間達50億左右，同時市場集中度將非常高。”
埃力生亞太材料部負責人陳金輪（左）、鋰電“達沃斯”論壇組委會/電池百人會/中關村新型電池技術創新聯盟
政策監管趨嚴、市場效應漸顯、投資擴產降溫、產能釋放加速、龍頭企業崛起、弱勢企業出局……在新一輪洗牌中，新能源動力電池產業開始走向成熟，終端消費者的需求對行業走向的影響力度隨之加大。
對於消費者來說，考量新能源汽車的實用性，動力電池的高能量密度及高安全性成為重要指標。對於動力電池能量密度的提升，在正極材料方面，高鎳三元材料是重點關注方向，而在負極材料方面，SIO負極材料有著巨大的發展潛力。
目前商業化鋰電池負極材料主要為石墨類碳負極材料，有著相對較為成熟的技術方案，佔據了9成以上的市場份額。“但傳統石墨負極能量密度只有372mAh/g，而SIO負極的理論能量密度超其4倍，高達1800mAh/g。”埃力生亞太有限公司（簡稱：“埃力生亞太”）材料部負責人陳金輪對電池網表示，“預計2020年SIO負極材料市場空間達50億左右，同時市場集中度將非常高。”
公開資料顯示，在國際市場，日立化成、日本信越、吳宇化學和美國安普瑞斯已經有較為成熟的硅基負極出貨。而國內也有多家企業涉足硅基負極領域，貝特瑞和杉杉等企業已經實現量產，可批量出貨。
埃力生亞太創立於2006年，經營電子材料、精細化工、機器設備、電池材料、半導體相關製品資源集成平臺。公司多年來積極引進日、韓、歐、美等地的先進設備器材、特種材料及技術，產品包含多種鋰離子二次電池原料，包括鋰電池隔膜、高質量鋁箔以及其他新型電極材料。目前，公司正大力推進大阪鈦業的SIO在中國的應用和推廣。
陳金輪介紹，由於硅是半導體結構材料，為了提供鋰離子在硅SI電極材料中的擴散速度，就需要提高硅SI材料的導電性能，形成導電性好、附著性好、化學穩定性高的SIO負極材料。SIO負極的應用，可以提升電池中活性物質含量，從而大大提升單體電芯的容量。
另外，SIO表面無凹凸，可降低與電解液產生反應的風險，擁有優良的循環壽命維持率，材料安定性高，安全性能相對較好。
除了應用硅負極材料，在提升電池容量及安全性方面，陳金輪還推薦了——PI（聚酰亞胺）粘結劑。PI分子結構中含有酰亞胺基，具有更高的抗拉強度和彈性復原能力，可有效地適應電極的膨脹和收縮，阻止電池內發生的樹突造成正負極貫通而引起的爆炸及燃燒，保證了在循環過程中電極結構的完整性和穩定性，提升安全性。
“使用PI導電粘結劑在鋰離子電池上有3個優異特徵：一是能減少溫度突然飆升時的發熱量，令安全性提高；二是PI樹脂的熱安定性提高，擴大適用範圍；三是漿液穏定，不隨時間而變質，並有耐鹼性，能抑制粘度變化，在電極塗覆處理時，可大幅提升製造效率。”陳金輪介紹。
具體來說，聚酰亞胺環上的羰基（C＝O）與Li＋和e－可以產生電化學反應，在一定程度上能夠改善電極材料的電化學性能。為了優化銀催化腐蝕的微米多孔結構硅材料電極的組成，分別使用聚酰亞胺（PI）與傳統的PVDF作為粘結劑製備了複合電極並進行對比，PI基電極與PVDF基電極經過20周循環後的容量保持率聚酰亞胺（PI）明顯優先。
同時，PI粘結劑比PVDF的添加量少，可以添進更多的電解液，從而提升電池容量，加上聚酰亞胺本身阻燃的特性，在穿刺測試時，只會產生煙霧，而不會導致著火，大大提升鋰電池的安全性。其剝離強度為3.33N/cm（180゜剝離測試）及拉伸強度為108.7（Mpa），對比PVDF的數值，在粘結力上有顯著的優勢，可以彌補市場上常規粘結劑上的不足。
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