贝特瑞副董事长任建国：大圆柱电池市场应用放量，硅负极加速渗透

　　“锂离子电池正朝着高能量密度方向发展;未来几年，高能量密度电池体系，仍将以三元正极/硅负极体系为主。”在日前举行的第十届动力电池应用国际峰会(CBIS2025)上，贝特瑞副董事长任建国在主题演讲中表示。

图为贝特瑞副董事长任建国作主题演讲

　　从应用现状来看，当前各主流厂商电池能量密度，已普遍可以达到300Wh/kg。任建国指出，未来若要实现400Wh/kg或500Wh/kg的能量密度目标，可能需要依赖新型电池体系的突破;但在350Wh/kg以下的应用中，负极材料预计仍将以硅基负极为主导技术路线。

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硅负极材料加速应用

　　硅负极材料在锂电池中的首次批量应用，可追溯至2013年。任建国回顾，当时韩国三星为电动工具配套的圆柱电池，率先采用了硅碳负极材料。2017年，特斯拉Model 3(美国版)开始搭载松下提供的含硅氧负极电池，标志着硅基负极在电动汽车领域，开始有较大规模的应用。

　　再后来，特斯拉2020年在其电池日上，首次发布了4680大圆柱电池，同样采用硅基负极技术;2021年，广汽埃安发布海绵硅负极电池;2022年，宝马与宁德时代、亿纬锂能等企业达成合作，在46系列大圆柱动力电池中，采用“三元正极+硅基负极”的技术路线，进一步推动硅基材料在新能源汽车领域的应用。

　　大圆柱电池，是推动硅负极材料应用的主力。截至目前，宁德时代、亿纬锂能、比克动力、松下、三星SDI、LG新能源等众多国内外电池厂商，都已经布局大圆柱电池。据不完全统计，全球采用硅基负极材料，实现量产的电池企业超过20家，其中圆柱电池厂家占比达三分之二。

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硅负极和圆柱电池双向奔赴

　　“硅负极和圆柱电池是双向奔赴，因为在电池型号里面，采用硅负极的主要是圆柱电池。”任建国这样描述目前硅负极材料的应用格局。

　　从形态本身来看，圆柱、方形和软包电池各有优劣。但任建国指出，圆柱电池内部的应力、电流、温度分布，更利于硅基材料性能的发挥。而且，圆柱电池单体能量密度低，更需要硅负极的加入，以提升其能量密度。

　　行业周知，硅负极材料最大的问题是体积膨胀，膨胀就会带来内部产生应力。任建国分析，大圆柱电池的强刚性结构，可抵御硅基负极产生的内部应力，有效抑制电极开裂、改善界面阻抗、提升电化学性能。

　　不仅如此，在同样的材料和体系下，圆柱电池的倍率性能，要比软包电池更优，“主要还是不同形态的电池内阻和温度的差异所导致”。而且，大圆柱电池散热面积小，温度易集中在内部，有利于硅材料各向同性膨胀，减少开裂，提升稳定性。

　　“对于含硅的体系(以正极NCM523，负极Si+Gr实验检测)，圆柱电池的储存性能以及循环，均优于软包电池;圆柱硬质外壳，可以很好适应硅的体积膨胀。”任建国根据实验数据作出如是描述。

　　据业内预测，2030年全球硅负极需求量将达到2.5万吨，将在圆柱、软包、方形电池中全面铺开。目前，硅负极在圆柱电池中的渗透率比较高，占比约40%，不过圆柱电池在整体电池市场的占比很小，不足1%;未来随着“46”系列大圆柱电池的放量，将带动硅基负极市场的快速增长。

　　软包电池中，目前硅基负极渗透率仅次于圆柱电池。任建国认为，随着3C数码搭硅电池下沉中低端市场，需求量也会进一步增加。方形电池目前在市场占据绝对主导地位，虽然硅负极渗透率较低，但随着宁德时代等头部企业含硅电池的量产，需求量会进一步增长。

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让硅负极更贴合大圆柱电池需求

　　虽然是黄金搭档，但目前硅基材料在圆柱电池中的应用，也面临一些问题，需要采取相应的解决策略。

　　比如，硅负极材料首效较低，导致首次充放电时，不可逆容量损失较大，难以与高首效正极材料形成有效匹配;硅的理论比容量虽远超石墨，但高硅含量会加剧材料膨胀与结构破坏;硅嵌锂时体积膨胀率高达300%，导致电极粉化、活性物质脱落，进而缩短循环寿命。

　　任建国给出的思路是，通过采取对硅材料多元化的设计，以及搭配石墨的精细化设计等，使硅负极能够更加贴合大圆柱电池的要求，解决它首效的问题、比容量的问题、膨胀的问题，以及和石墨相匹配的问题，从而加速硅负极在锂电池当中的渗透率。

　　当下大圆柱电池凭借高能量密度、快充能力及高安全性，正从新能源汽车领域，快速拓展至无人机、机器人、储能等更多领域。“这种多元化的应用，会加速大圆柱电池市场空间的持续扩展，也会加速硅负极在整个市场的使用。”任建国总结说。