{"id":28277,"date":"2021-11-13T12:34:09","date_gmt":"2021-11-13T12:34:09","guid":{"rendered":"https:\/\/www.takomabattery.com\/?p=28277"},"modified":"2023-12-07T04:13:39","modified_gmt":"2023-12-07T04:13:39","slug":"what-is-the-best-anode-for-a-battery-silicon-carbon-anode-seems-become-a-trend","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.takomabattery.com\/es\/what-is-the-best-anode-for-a-battery-silicon-carbon-anode-seems-become-a-trend\/","title":{"rendered":"\u00bfCu\u00e1l es el mejor \u00e1nodo para una bater\u00eda? El \u00e1nodo de silicio-carbono parece convertirse en tendencia"},"content":{"rendered":"
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\u00bfCu\u00e1l es el mejor \u00e1nodo para una bater\u00eda? El \u00e1nodo de silicio-carbono parece convertirse en tendencia<\/h1>\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t
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  1. Tesla exige un \u00e1nodo de silicio-carbono<\/a><\/li>
  2. El \"rejuvenecimiento\" del \u00e1nodo de silicio-carbono<\/a>
    1. Las principales fuerzas motrices de los materiales an\u00f3dicos a base de silicio<\/a><\/li>
    2. Caracter\u00edsticas del mercado chino de \u00e1nodos de silicio<\/a><\/li><\/ol><\/li>
    3. Desarrollo futuro del \u00e1nodo de silicio-carbono<\/a>
      1. El \u00e1nodo de silicio-carbono tiene posibilidades de aplicaci\u00f3n<\/a><\/li>
      2. La tecnolog\u00eda del carbono de silicio acelera los avances<\/a><\/li><\/ol><\/li><\/ol><\/div>

        Tesla exige un \u00e1nodo de silicio-carbono<\/h2>

        Seg\u00fan fuentes relacionadas, Tesla tiene actualmente la necesidad de cambiar el \u00e1nodo de \u00f3xido de silicio a \u00e1nodo de silicio-carbono<\/strong>. La raz\u00f3n principal es que las bater\u00edas que utilizan materiales de \u00e1nodo de \u00f3xido de silicio, adem\u00e1s de un mejor rendimiento del \u00edndice C, no tienen una vida \u00fatil satisfactoria.<\/p>

        Adem\u00e1s, seg\u00fan el personal de investigaci\u00f3n y desarrollo de BTR revel\u00f3 que ahora hay una planta de \u00e1nodo para hacer la tendencia de carbono dopado con silicio puro. Esta operaci\u00f3n es bastante m\u00e1gico.<\/p>

        En general, las empresas automovil\u00edsticas de China no utilizan material de \u00f3xido de silicio, principalmente porque la mayor\u00eda de las condiciones de trabajo de los veh\u00edculos el\u00e9ctricos s\u00f3lo necesitan 0,5C, y el \u00f3xido de silicio puede hacer 5C, lo cual es redundante. Por tanto, parece que la tendencia es elegir un \u00e1nodo de silicio-carbono con un mejor rendimiento de la tasa C y una mayor densidad energ\u00e9tica.<\/p>

        Los primeros Tesla tambi\u00e9n fueron los que adoptaron el \u00e1nodo de silicio-carbono (en 2015, Tesla adopt\u00f3 el \u00e1nodo de silicio-carbono, lo que mejor\u00f3 la resistencia del veh\u00edculo el\u00e9ctrico en 6%), porque el primer efecto del \u00e1nodo de silicio-carbono y el material ternario pueden coincidir, y el cilindro es el mejor embalaje de \u00e1nodo de silicio-carbono, despu\u00e9s de todo, la estructura de acero puede aros de expansi\u00f3n.<\/p>

        \"Los<\/p>

        La evoluci\u00f3n de las bater\u00edas de Tesla ha pasado por tres fases:<\/span><\/strong><\/p>

        Tanto la Etapa 1 como la Etapa 2 utilizan bater\u00edas 18650, pero la diferencia es que la Etapa 1 utiliza grafito, mientras que la Etapa 2 a\u00f1ade material de silicio, que puede considerarse como el \"\u00e1nodo de silicio-carbono\" que contiene una cantidad muy peque\u00f1a de silicio. En la Etapa 3, se volvi\u00f3 a aumentar la proporci\u00f3n de silicio.<\/p>

        En una reciente conferencia tecnol\u00f3gica, Tesla tambi\u00e9n confirm\u00f3 que el a\u00f1o que viene entregar\u00e1 los primeros coches equipados con la nueva bater\u00eda 4680, que probablemente utilizar\u00e1 el material de \u00e1nodo de silicio-carbono de Hitachi.<\/p>

        Tesla planea suministrar las primeras bater\u00edas 4680 para sus primeros coches en una planta piloto en Fremont, y pronto necesitar\u00e1 socios de bater\u00edas y proveedores de materiales, as\u00ed como nuevas instalaciones de fabricaci\u00f3n en Berl\u00edn y Texas para soportar mayores vol\u00famenes de la 4680. Hay que decir que el \u00e1nodo de silicio-carbono tendr\u00e1 una oleada de desarrollo liderada por la demanda de Tesla.<\/p>

        El \"rejuvenecimiento\" del \u00e1nodo de silicio-carbono<\/h2>

        Con la creciente demanda de densidad energ\u00e9tica, el material de \u00e1nodo de silicio-carbono se ha convertido en un tipo de material de \u00e1nodo de alta densidad energ\u00e9tica. La capacidad te\u00f3rica del silicio es de 4200mAh\/g.<\/p>

        El \u00e1nodo de silicio-carbono se remonta a la d\u00e9cada de 1970, y en 2002, tras la investigaci\u00f3n de Yoshio et al., se convirti\u00f3 gradualmente en un hito tecnol\u00f3gico, y ahora hay muchos fabricantes de productos de material de \u00e1nodo de silicio-carbono en el mercado.<\/p>

        Para BTR, los cuatro materiales de 450mAh\/g, 500mAh\/g, 550mAh\/g y 600mAh\/g han madurado bastante y han sido reconocidos por los clientes. Por supuesto, tambi\u00e9n tienen una versi\u00f3n experimental de 1000mAh\/g.<\/p>

        Adem\u00e1s, Amprius, ZICen, Shanshan, Kaijin, Xiangfenghua, Shangtai, Star City, Xinmao, Zhengtuo, National technology, Del Future, Silicon treasure est\u00e1n fabricando materiales de \u00e1nodo de silicio-carbono. Sin embargo, no hay muchos clientes reales de apoyo, con una capacidad de producci\u00f3n anual de varios miles de toneladas y capacidad limitada.<\/p>

        Cu\u00e1nto silicio dopado, eso es un secreto industrial. Sin embargo, en general se cree que el contenido de silicio de 1000mAh\/g de material de \u00e1nodo de silicio-carbono alcanzar\u00e1 42x+3,72(100-x)=1000 seg\u00fan la teor\u00eda de la conversi\u00f3n.<\/p>

        El contenido de silicio llegar\u00e1 hasta 16,4. La cantidad de silicio en un producto real ser\u00eda superior, pero con la tecnolog\u00eda actual, 10% es el l\u00edmite, y 20% afectar\u00eda al rendimiento de la bater\u00eda.<\/p>

        El material de silicio tiene el inconveniente de desprenderse del colector del \u00e1nodo debido a su dilataci\u00f3n natural, lo que provocar\u00e1 una gran atenuaci\u00f3n del capacidad de la bater\u00eda<\/span><\/span><\/a>\u00a0de material de \u00e1nodo de silicio. Por tanto, existe un l\u00edmite superior para la cantidad de silicio en el material del \u00e1nodo de silicio-carbono.<\/p>

        \"El<\/p>

        La Universidad de Stanford invent\u00f3 por primera vez un tipo de encapsulamiento de micropart\u00edculas de silicio en una envoltura de grafeno, y la capacidad en gramos del material del \u00e1nodo de silicio-carbono que utiliza este m\u00e9todo puede alcanzar los 3.300 mAh\/g. Muy superior a la capacidad gramo negativa actual del grafeno. Es como un huevo, coges silicio y lo envuelves en carbono, y la yema es silicio, y la clara es carbono, y la c\u00e1scara es acero.<\/p>

        En teor\u00eda, el dise\u00f1o de la estructura tambi\u00e9n ayuda a resolver el problema de la expansi\u00f3n, como las bater\u00edas de cuchillas de BYD. Por lo tanto, la mejora continua de\u00a0tecnolog\u00eda de bater\u00edas<\/span><\/span><\/a>\u00a0ha resuelto hasta cierto punto el problema de los defectos materiales.<\/p>

        Las principales fuerzas motrices de los materiales an\u00f3dicos a base de silicio<\/h4>

        Las principales fuerzas impulsoras de los materiales an\u00f3dicos a base de silicio son las siguientes:<\/p>

        1) Tras casi 10 a\u00f1os de investigaci\u00f3n y desarrollo, la tecnolog\u00eda china de \u00e1nodos de silicio sigue madurando, y la estabilidad del producto es verificada gradualmente por las empresas transformadoras. fabricantes de bater\u00edas de i\u00f3n-litio<\/span><\/span><\/a>\u00a0Entre ellos, GOTION adopta principalmente el \u00e1nodo de \u00f3xido de silicio, CATL y Lishen adoptan principalmente el \u00e1nodo de silicio-carbono.<\/p>

        2) Los veh\u00edculos de nueva energ\u00eda, los tel\u00e9fonos m\u00f3viles, las tabletas y otros productos terminales tienen una demanda cada vez m\u00e1s fuerte de bater\u00edas de alta densidad energ\u00e9tica, largo alcance y gran capacidad, y aceleran la introducci\u00f3n de materiales de \u00e1nodo de alta capacidad en gramos.<\/p>

        Los materiales de c\u00e1todo de alta capacidad (como el ternario de alto contenido en n\u00edquel) se van acumulando gradualmente, impulsando en cierta medida la aplicaci\u00f3n de materiales de alta capacidad basados en silicio.<\/p>

        Caracter\u00edsticas del mercado chino de \u00e1nodos de silicio<\/h4>

        En la actualidad, el mercado chino de \u00e1nodos de silicio presenta las siguientes caracter\u00edsticas:<\/p>

        1) Alta concentraci\u00f3n del mercado, no m\u00e1s de 5 empresas de producci\u00f3n en serie, m\u00e1s de 20 empresas de I+D y empresas piloto. Hay tres tipos principales de empresas de \u00e1nodos de silicio, una son las empresas de \u00e1nodos de grafito existentes, como Beitrui, Ningbo Shanshan, Zichen, etc\u00e9tera;<\/p>

        En segundo lugar, el equipo fundador de instituciones de investigaci\u00f3n cient\u00edfica, como Tianmu, Leader, etc. En tercer lugar, las empresas de bater\u00edas o de nanofabricaci\u00f3n de silicio que se adentran en este campo, como GOTION High-tech.<\/p>

        2) En la actualidad, hay menos modelos de \u00e1nodos de silicio en producci\u00f3n en masa estable, principalmente 420mAh\/g, 450mAh\/g y 680mAh\/g, y no se pueden producir en masa \u00e1nodos de silicio con mayor capacidad.<\/p>

        3) La aplicaci\u00f3n del \u00e1nodo basado en silicio sigue siendo relativamente limitada, actualmente se utiliza principalmente en digital cil\u00edndrico, una peque\u00f1a cantidad de digital de bolsa y potencia cil\u00edndrica.<\/p>

        4) El precio sigue siendo elevado, y muy superior al del \u00e1nodo de grafito.<\/p>

        Desarrollo futuro del \u00e1nodo de silicio-carbono\".<\/h2>

        Combinado con la ansiedad del mercado debido a la grafitizaci\u00f3n de los materiales de los \u00e1nodos, podemos ver algunas pistas:<\/p>

        El \u00e1nodo de silicio-carbono tiene posibilidades de aplicaci\u00f3n<\/h4>

        Se utiliza principalmente en veh\u00edculos de gama alta y es el principal motor del desarrollo del \u00e1nodo de silicio-carbono. 2022 es un a\u00f1o clave.<\/p>

        El \u00e1nodo de silicio-carbono puede mejorar eficazmente la densidad energ\u00e9tica de la bater\u00eda, aumentar la autonom\u00eda del veh\u00edculo, y la cantidad adecuada de silicio tambi\u00e9n puede tener en cuenta el rendimiento de la tasa C.<\/p>

        Pero el precio es superior al del electrodo de grafito (el precio del grafito es de unos 30.000 a 90.000 yuanes\/tonelada, y el del \u00e1nodo de silicio-carbono es de 100.000 a 400.000 yuanes\/tonelada), por lo que se utiliza principalmente en modelos de gama alta. En los \u00faltimos a\u00f1os, con la intensificaci\u00f3n de la competencia en el mercado de gama alta, los veh\u00edculos equipados con bater\u00eda de \u00e1nodo de silicio-carbono tambi\u00e9n empezaron a aparecer de forma agrupada.<\/p>

        Tesla siempre ha utilizado bater\u00edas cil\u00edndricas, que tienen un mejor efecto de contenci\u00f3n de la expansi\u00f3n de volumen del \u00e1nodo de silicio-carbono. A partir del Model S y el Model X de hace unos a\u00f1os, Tesla ha dopado materiales de silicio en el \u00e1nodo de grafito, pero la composici\u00f3n de silicio era muy peque\u00f1a en ese momento.<\/p>

        \"Tesla<\/p>

        En la fase del Model 3, se ha vuelto a mejorar la proporci\u00f3n de silicio en la bater\u00eda 21700 utilizada por Tesla, y su densidad energ\u00e9tica ha aumentado en unos 20% en comparaci\u00f3n con la generaci\u00f3n anterior de la bater\u00eda 18650, alcanzando los 300Wh\/kg. La autonom\u00eda actual del Model 3 es de unos 500~ 600 km. En el futuro, con el lanzamiento de un gran n\u00famero de modelos de 1000 km en China, Tesla tambi\u00e9n tendr\u00e1 los modelos correspondientes.<\/p>

        GAC Aian anunci\u00f3 su tecnolog\u00eda de c\u00e9lulas de \u00e1nodo desde la investigaci\u00f3n de la esponja de silicio (ternario en n\u00edquel + carbono silicio \u00e1nodo de alta tensi\u00f3n), la tecnolog\u00eda que incluye \"la tecnolog\u00eda de nano silicio\" \"la tecnolog\u00eda de auto-sanaci\u00f3n adhesiva\" \"la tecnolog\u00eda de recubrimiento compuesto gradiente\", etc, hacer que el interior de la pieza de \u00e1nodo de la bater\u00eda como una esponja de silicio el\u00e1stico suave, silicio en la expansi\u00f3n y contracci\u00f3n en el proceso de carga y descarga son limitados y amortiguador, no roto.<\/p>

        Tambi\u00e9n act\u00faa como una esponja para absorber agua, lo que permite al \u00e1nodo de silicio aprovechar su gran capacidad y almacenar m\u00e1s energ\u00eda. Esta tecnolog\u00eda puede reducir el volumen y el peso de las pilas de iones de litio en un 20% y un 14%.<\/p>

        Esta tecnolog\u00eda tambi\u00e9n puede prolongar la vida \u00fatil de la bater\u00eda y mejorar su fiabilidad. AION LX de GAC Aian equipado con tecnolog\u00eda de bater\u00eda de \u00e1nodo de silicio esponjoso puede alcanzar una autonom\u00eda de m\u00e1s de 1.000 km.<\/p>

        NIO anunci\u00f3 en enero de 2021 que la entrega del pack de bater\u00edas de 150 kWh est\u00e1 prevista para 2022. El c\u00e1todo utiliza material de n\u00edquel ultra alto nanorrevestido, y el \u00e1nodo utiliza carbono de silicio prelitio. Mientras tanto, se utiliza el electrolito semis\u00f3lido, y la densidad energ\u00e9tica de la c\u00e9lula \u00fanica puede alcanzar los 350 Wh\/kg. Nio ET7 llevar\u00e1 esta bater\u00eda.<\/p>

        En enero de 2021, IM Motor tambi\u00e9n lanz\u00f3 su primer modelo - IM L7, que es una versi\u00f3n altamente equipada de bater\u00eda de 118kWh. Adopta la tecnolog\u00eda de \"Silicon-doped and Prelithiation\" cooperada con CATL, que puede alcanzar 300Wh\/kg de densidad energ\u00e9tica de monomona y aumentar la autonom\u00eda de NEDC a 1000km. Y tiene 200 mil kil\u00f3metros de atenuaci\u00f3n cero y caracter\u00edsticas de \"nunca combusti\u00f3n espont\u00e1nea\".<\/p>

        La tecnolog\u00eda del carbono de silicio acelera los avances<\/h4>

        A partir de la respuesta terminal, bajo la presi\u00f3n del aumento de la densidad energ\u00e9tica de la bater\u00eda de potencia, la introducci\u00f3n de nuevos materiales mejorados es inminente. Tras el anterior \"ataque inverso\" del fosfato de hierro y litio, ha llegado el punto de inflexi\u00f3n ternario de alto contenido en n\u00edquel, y la industrializaci\u00f3n del \u00e1nodo de silicio-carbono tambi\u00e9n ha comenzado a figurar en el orden del d\u00eda.<\/p>

        Sin embargo, la tecnolog\u00eda de producci\u00f3n de China de materiales de silicio-carbono no est\u00e1 madura, y la tecnolog\u00eda de los materiales de apoyo debe ser mejorado. En la actualidad, las empresas chinas pueden realmente realizar los env\u00edos mensuales de \u00e1nodo de silicio-carbono en las cien toneladas no son mucho.<\/p>

        \"Sin<\/p>

        Desde el punto de vista de la tecnolog\u00eda de las empresas de bater\u00edas, el mejor paquete de \u00e1nodo de silicio-carbono es el cil\u00edndrico, pero la bolsa tambi\u00e9n est\u00e1 bien. EVE puede afirmar que resuelve el problema de la bolsa, pero c\u00f3mo prensar y arrollar este material es un problema t\u00e9cnico. Por lo tanto, el \u00e1nodo de grafito todav\u00eda tiene un cierto espacio de desarrollo.<\/p>

        De hecho, el material de \u00e1nodo de silicio-carbono como nueva generaci\u00f3n de material de \u00e1nodo de alta capacidad, su sistema de material de bater\u00eda tambi\u00e9n se ha actualizado en consecuencia. En la actualidad, el material de c\u00e1todo ternario de alto contenido en n\u00edquel (NCA\/NCM), el electrolito ternario de alta presi\u00f3n y el adhesivo a base de silicio se encuentran todav\u00eda en fase de r\u00e1pido desarrollo.<\/p>

        Bajo la pol\u00edtica y la demanda del mercado para promover, impulsar\u00e1 a\u00fan m\u00e1s el r\u00e1pido desarrollo de la bater\u00eda de energ\u00eda nueva, materiales de silicio-carbono como de alta relaci\u00f3n, de alta energ\u00eda tipo de nuevo material es el material de elecci\u00f3n para la industrializaci\u00f3n, el futuro desarrollo de alta densidad de energ\u00eda de la bater\u00eda de energ\u00eda promover\u00e1 a\u00fan m\u00e1s el progreso t\u00e9cnico de las bater\u00edas de alta densidad de energ\u00eda en China.<\/p>

        Se espera que, en el contexto del r\u00e1pido desarrollo de la bater\u00eda de energ\u00eda, el desarrollo del \u00e1nodo de silicio-carbono pase de 0 a 1, y el volumen de ventas de material de \u00e1nodo a base de silicio para la bater\u00eda de litio aumente significativamente en los pr\u00f3ximos dos a\u00f1os.<\/p><\/div>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\n\t\t\t\t<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

        What is the best anode for a battery? 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