奔驰、宝马、保时捷竞相布局硅阳极电池 、2024年量产

硅基阳极电池有望成为支撑传统豪华品牌在电动化逆袭的主要技术！

近期，有媒体报道，奔驰将从2025年开始在其推出的G-Class中采用一种新的高能量密度电池，该电池使用硅基阳极，能量密度比目前可用的同类电池高20-40%。

GQG，图片来源于奔驰官网

Part1:什么是硅基阳极？

顾名思义，就是硅为主的阳极材料。从技术角度来看，目前主要的阳极材料是石墨，石墨导电且稳定，非常适合在充电期间将锂离子填充到电池的阳极中，因此长期被用作电池的阳极材料，也称为石墨基阳极。

电化学原理中，在固定单位体积内，一定数量的锂离子聚集在阳极的外表面，叫做理论比容量，理论比容量越高，电池的能量密度也就越高。但随着动力电池的发展，石墨基阳级的利用率已经接近理论极限，阳极能量密度也接近瓶颈，为了提升理论比容量，市场上开发出了石墨烯电池、硅基阳极电池等。

有知情人士表示，应用了硅基阳极的电池包，理论能量密度提升至20%以上，可以大幅提升电动车的续航水平，但以目前的技术水平，硅阳极电池的能量密度可以提升10-15%，且商业化需要2年左右。

阻碍商业的化的原因有很多，例如硅遇到锂时会膨胀，可能导致锂电池正极开裂和粉化等。

好在目前，行业研究人员设计了一种新型纳米结构来突破这种困难，他们将细小的硅颗粒聚集成直径约为8微米的微球，形成相当于红细胞大小的层状多孔硅结构，这种结构就像海绵，内部有空间来吸收膨胀压力。

硅基阳极材料纳米状

研究表明，层状多孔结构具有优异的电化学性能、机械强度和结构完整性，可用作高性能锂离子电池的阳极，其可保持的电荷是典型石墨基阳极的两倍，因此当与高能正极配对时，有望获得高比能量密度。

这意味着，硅基阳极电池的应用离我们越来越近了。

Part2:德系品牌纷纷押注

NCM 811是阴级材料的一次巨大的商业创新，其商业化加速了中国新能源车产业的发展。

从市场来看，NCM811电池能量密度高，成本更低，搭载这种电池的纯电车型质量更轻，续航更长，售价也更便宜。

在德系豪华品牌看来，硅基阳极电池是一次比肩NCM811商业化的伟大阳极材料创新。它的商业化应用能够使得电动汽车能够在维持与当前相同的续航里程情况下，减少电芯的使用数量，从而降低电池组的整体成本和尺寸。

2019年，作为领投方的梅赛德斯-奔驰宣布投资Sila Nano（一家硅基阳极电池研发公司），投资规模达到1.7亿美元；而此前一年，宝马与Sila Nano建立长期合作，共同为汽车市场开发Sila Nano的硅阳极材料。

奔驰与Sila Nano合作研发的Whoop Strap 4.0电池，将首搭在奔驰EQG车型上亮相。

据了解，奔驰计划其量产版车型将在2024年开始生产，并于2025年推向市场。

奔驰GQG最新的BATTERY电池

除此之外，宝马发言人也曾透露，宝马计划在2023年将Sila Nano生产的电池集成于车辆，以将车辆电池容量提升10%至15%。“我们专注于提供具有成本效益且能够兑现电动汽车承诺的材料，努力确保更长的续航里程、缩短充电时间。”Sila Nano首席执行官Gene Berdichevsky曾表示。

研发公司Sila Nano方面称，如果用采用硅基材料作为电池阳极，代替现有的石墨阳极，电池的效能将提升20%，进一步优化可以将效能提升40%，可以让电池更轻、更安全，同时能量密度更高。“在电池效能提升的同时，我们的阳极产品不会让制造工艺更加复杂，硅基材料阳极将直接代替石墨，电池工厂不需要更改制造工艺和制造设备。”Sila Nano表示。

sila官网截图

从电池的制造规模来看，中国电池公司的规模在世界范围都遥遥领先，为此奔驰此前曾透露说，将会由宁德时代提供新型高密度电池，但从未传出宁德时代自研硅基阳极电池，为此羊咩咩猜测，此后Sila Nano等研发公司有望以2级供应商的身份，为宁德时代等提供新型阳极材料，然后由宁德时代制造出电芯给车企。

在国外，类似的电池公司也在积极尝试自研自产，Sila Nano在今年5月初表示，将投资数亿美元在美国华盛顿州投建一家新工厂，并计划于2024年投产，初期产能可满足10万辆电动车的电池供应，远期目标则达到100万辆，可见商业化进展十分顺利。

受到汽车制造商青睐的，还有动力电池领域另一家初创企业Group14。

今年5月，作为4亿美元C轮融资的一部分，保时捷向Group14注入了1亿美元。

未来，Group14将向保时捷子公司Cellforce提供电池材料产品，而后者则是保时捷与德国电池制造商Customcells于2021年成立的合资电池公司，该公司同样旨在为高性能车辆开发和生产硅基阳极电池。

“硅阳极电池的能量密度要高10倍，我们将在2025年之后看到它出现在量产汽车中。”在保时捷电动车负责人奥特马尔·比彻预计。

可见，硅基阳极电池已经成为德系车企进军新能源方面的重要押注。

Part3：总结

羊咩咩查阅资料发现，中国市场对硅基阳极电池的报道并不多，各大电池厂商更加倾向于无辜电池、钠离子电池、固态电池、石墨烯电池等技术的研发创新，从行业来看，目前，电动车尚处于发展初期，技术竞争，百花齐放，或将成为新常态。