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随着新能源汽车、储能等产业的快速发展,市场对锂电池能量密度与综合性能提出了更高要求。硅基负极材料因其理论容量高达4200mAh/g,约为传统石墨负极材料(372mAh/g)的10倍以上,被视为推动锂电池实现高容量、长续航突破的关键材料。长虹控股集团旗下四川长虹新材料科技有限公司(以下简称“长虹新材料”“公司”)聚焦该材料的关键技术攻关与产业化应用,致力于破解其在循环寿命短、体积膨胀等方面的行业难题,将其从实验室推向新能源汽车、储能等高端应用场景。

突破核心技术瓶颈,形成系列化产品矩阵
针对硅基负极材料在充放电过程中体积膨胀显著、首次效率偏低、循环稳定性不足等行业共性问题,长虹新材料通过自主研发,掌握了纳米复合、碳包覆及预埋化等核心技术。其中,公司开发的PS-M3核心技术可将纳米硅单颗粒研磨至粒径D50≤40nm,实现纳米级均匀分散,工艺精度显著优于传统球磨法100nm的极限水平。同时,通过原位多级包覆技术,在高活性硅表面构筑兼具柔性与强度的多级保护层,有效缓冲体积膨胀应力,从而大幅提升材料的倍率性能、安全性和循环稳定性。
目前,公司已完成多款硅基负极材料的开发:首款产品理论容量达到1400-1500mAh/g,具备高压实密度和优异的10C以上高倍率放电性能;第二款产品容量提升至1600-1700mAh/g,体积膨胀率进一步降低;第三款产品研发已取得进展,目标容量为2000mAh/g,在持续降低膨胀率的同时,已成功完成从克级到公斤级的工艺放大验证,为后续规模化量产奠定基础。
稳步推进产业化布局,构建完整供应链体系
长虹新材料依托长虹控股集团“灯塔实验室”及全国首批“赛马制工程研究中心”的创新平台,构建了从基础研究、工艺开发到产业转化的完整链条。公司已建成年产1000吨的硅碳负极材料生产线,并实现批量稳定供货。其纳米硅碳CHSC-18、CHSC-19等系列产品已通过下游多家电池制造商的严格验证,在3C数码、动力电池、电动工具及小动力等领域实现批量应用。
公司建立了完善的全链条质量管控体系,从原材料加工到成品交付实现闭环管理。为应对快速增长的市场需求,公司计划明年新增两条生产线,持续提升产能,并制定了明确的战略目标:力争到2030年实现年产万吨级产能,成为硅碳负极材料领域的领军企业。
应用场景持续拓展,市场需求前景广阔
硅基负极材料正沿着“高端先行、逐步渗透”的路径实现商业化应用。特斯拉4680电池率先将硅基负极量产上车,Model Y续航提升至688km;宁德时代通过“硅-碳-石墨三元复合”改性让硅基负极循环使用寿命提升至2000次以上,启动户用储能、工商业储能等试点项目;iPhone15 Pro、华为Mate60 Pro等旗舰手机均采用硅基负极电池,在体积不变的前提下容量提升了10%~15%,实现“轻薄机身+长续航”的平衡……
根据高工产业研究院(GGII)预测,2025年全球硅基负极材料市场规模将达200亿元,2030年有望突破1000亿元,占负极材料市场30%以上。
随着硅基负极与固态电池、快充等技术的深度融合,未来锂电池能量密度有望突破500Wh/kg以上,“1000km续航+10分钟快充”的新能源汽车不再停留在概念中,飞行汽车、远洋船舶的电动化也将不是梦想。
长虹新材料将持续推进材料技术创新与产业化进程,为我国新能源产业的自主发展乃至全球能源革命注入动能。