出处 SNE Research 《超越体积膨胀的下一代硅负极材料》报告。*第1阶段 2000-2004年,第2阶段 2005-2009年,第3阶段 2010-2014年,第4阶段 2015-2019年,第5阶段 2020-2024年

出处 SNE Research 《超越体积膨胀的下一代硅负极材料》报告。*第1阶段 2000-2004年,第2阶段 2005-2009年,第3阶段 2010-2014年,第4阶段 2015-2019年,第5阶段 2020-2024年

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调查结果显示,能够大幅提升二次电池容量和充电速度的下一代材料——硅负极材料,其核心专利多由韩国企业持有。不过,从专利总量来看,中国依然占据压倒性优势。


根据二次电池市场调研机构SNE Research于14日发布的《硅氧化物(SiO)·碳化硅(SiC)专利报告》,截至2024年,中国共申请2726件相关专利,占整体的68%。


其后依次为韩国,申请801件,占20%;美国占9%,日本占3%。


以专利被引次数和专利族数量(基于同一发明的一组专利)为标准统计的核心专利数量方面,LG化学、LG新能源、三星SDI、大株电子材料等韩国企业位居前列。美国的Enevate、日本的Shin-Etsu等公司也拥有大量核心专利。


与传统石墨负极材料相比,硅负极材料的理论容量高出10倍以上,被视为有望突破锂离子电池容量上限的关键材料。同时,由于锂扩散速度快,可实现高速充放电。但其在充放电过程中会出现体积膨胀(swelling)这一长期顽疾,从而恶化电池寿命和安全性。硅负极材料制造工艺复杂、价格也较高,目前电池行业多采用在石墨负极材料中掺混硅负极材料的方式。


早期备受关注的是以硅氧化物为基础的复合体,但由于在反复膨胀和收缩过程中电极容易破损,近来行业重心正转向具备优异导电性和稳定性的碳化硅。


SNE Research表示:“通过预留内部空间来吸收膨胀的‘蛋黄-壳(Yolk-Shell)’结构正崛起为新的标准。”所谓蛋黄-壳结构,是指为解决膨胀问题,将内部的硅像鸡蛋黄(yolk)一样包裹在外部保护层(shell)之中的一种结构。


中国则以BTR、比亚迪(BYD)等企业为中心,在碳化硅结构体及量产工艺相关领域拥有大量专利,从专利数量来看处于全球领先地位。日本Shin-Etsu在材料合成及表面改性领域具有明显优势。


韩国方面,以LG新能源、三星SDI为代表,通过高度化复合结构设计及界面稳定化技术(SiC-SiO复合体),在专利质量竞争力的基础上不断提升市场占有率。



SNE Research分析称:“硅负极材料已在全固态电池、高功率电动汽车等下一代应用领域中确立为必不可少的材料。尽管中国在数量上占据优势,但韩国正凭借专利的质量竞争力在市场中掌握技术主导权,对结构设计、界面稳定化及高能量复合体开发等领域的集中投资和研究,将成为改变市场格局的关键。”


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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