{"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\/fr\/what-is-the-best-anode-for-a-battery-silicon-carbon-anode-seems-become-a-trend\/","title":{"rendered":"Quelle est la meilleure anode pour une batterie ? L'anode silicium-carbone semble devenir une tendance."},"content":{"rendered":"
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Quelle est la meilleure anode pour une batterie ? L'anode silicium-carbone semble devenir une tendance<\/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. La demande de Tesla en mati\u00e8re d'anodes en silicium-carbone<\/a><\/li>
  2. Le \"rajeunissement\" de l'anode silicium-carbone<\/a>
    1. Les principales forces motrices des mat\u00e9riaux d'anode \u00e0 base de silicium<\/a><\/li>
    2. Caract\u00e9ristiques du march\u00e9 chinois des anodes \u00e0 base de silicium<\/a><\/li><\/ol><\/li>
    3. D\u00e9veloppement futur de l'anode silicium-carbone<\/a>
      1. L'anode silicium-carbone a des sc\u00e9narios d'application<\/a><\/li>
      2. La technologie du carbone de silicium acc\u00e9l\u00e8re les avanc\u00e9es<\/a><\/li><\/ol><\/li><\/ol><\/div>

        La demande de Tesla en mati\u00e8re d'anodes en silicium-carbone<\/h2>

        Selon des sources connexes, Tesla doit actuellement remplacer l'anode en oxyde de silicium par une anode en oxyde de silicium. anode en silicium-carbone<\/strong>. La raison principale est que les batteries utilisant des anodes en oxyde de silicium, outre une meilleure performance en termes de taux C, n'ont pas une dur\u00e9e de vie satisfaisante.<\/p>

        En outre, selon le personnel de recherche et de d\u00e9veloppement de BTR, il existe d\u00e9sormais une usine d'anodes permettant de produire du carbone dop\u00e9 au silicium pur. Cette op\u00e9ration est tout \u00e0 fait magique.<\/p>

        En g\u00e9n\u00e9ral, les constructeurs automobiles chinois n'utilisent pas d'oxyde de silicium, principalement parce que la plupart des conditions de fonctionnement des v\u00e9hicules \u00e9lectriques ne n\u00e9cessitent que 0,5C, et que l'oxyde de silicium peut atteindre 5C, ce qui est redondant. Par cons\u00e9quent, il semble que la tendance soit de choisir une anode silicium-carbone offrant \u00e0 la fois de meilleures performances en termes de taux C et de densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique.<\/p>

        Les premi\u00e8res Tesla ont \u00e9galement adopt\u00e9 l'anode silicium-carbone (en 2015, Tesla a adopt\u00e9 l'anode silicium-carbone, ce qui a am\u00e9lior\u00e9 l'endurance du v\u00e9hicule \u00e9lectrique de 6%), car le premier effet de l'anode silicium-carbone et le mat\u00e9riau ternaire peuvent correspondre, et le cylindre est le meilleur emballage de l'anode silicium-carbone, apr\u00e8s tout, la structure en acier peut se dilater en cerceaux.<\/p>

        \"Les<\/p>

        L'\u00e9volution des batteries de Tesla a connu trois phases :<\/span><\/strong><\/p>

        Les \u00e9tapes 1 et 2 utilisent toutes deux des piles 18650, mais la diff\u00e9rence est que l'\u00e9tape 1 utilise du graphite, tandis que l'\u00e9tape 2 ajoute du silicium, qui peut \u00eatre consid\u00e9r\u00e9 comme une \"anode silicium-carbone\" contenant une tr\u00e8s petite quantit\u00e9 de silicium. \u00c0 l'\u00e9tape 3, la proportion de silicium a encore \u00e9t\u00e9 augment\u00e9e.<\/p>

        Lors d'une r\u00e9cente conf\u00e9rence technique, Tesla a \u00e9galement confirm\u00e9 qu'elle livrerait l'ann\u00e9e prochaine les premi\u00e8res voitures \u00e9quip\u00e9es de la nouvelle batterie 4680, qui utilisera probablement le mat\u00e9riau d'anode silicium-carbone d'Hitachi.<\/p>

        Tesla pr\u00e9voit de fournir les premi\u00e8res batteries 4680 pour ses premi\u00e8res voitures dans une usine pilote \u00e0 Fremont, et aura bient\u00f4t besoin de partenaires de batteries et de fournisseurs de mat\u00e9riaux, ainsi que de nouvelles installations de fabrication \u00e0 Berlin et au Texas pour soutenir des volumes plus importants de la 4680. Il convient de pr\u00e9ciser que l'anode silicium-carbone conna\u00eetra une vague de d\u00e9veloppement sous l'impulsion de la demande de Tesla.<\/p>

        Le \"rajeunissement\" de l'anode silicium-carbone<\/h2>

        Avec la demande croissante de densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique, le mat\u00e9riau d'anode silicium-carbone est devenu une sorte de mat\u00e9riau d'anode \u00e0 haute densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique. La capacit\u00e9 th\u00e9orique du silicium est de 4 200 mAh\/g.<\/p>

        L'anode silicium-carbone remonte aux ann\u00e9es 1970 et, en 2002, apr\u00e8s les recherches de Yoshio et de ses collaborateurs, elle est progressivement devenue une technologie de pointe, et il existe aujourd'hui sur le march\u00e9 de nombreux fabricants de mat\u00e9riaux d'anode silicium-carbone.<\/p>

        Pour BTR, les quatre mat\u00e9riaux de 450mAh\/g, 500mAh\/g, 550mAh\/g et 600mAh\/g ont atteint une certaine maturit\u00e9 et sont reconnus par les clients. Bien entendu, il existe \u00e9galement une version exp\u00e9rimentale de 1000mAh\/g.<\/p>

        En outre, Amprius, ZICen, Shanshan, Kaijin, Xiangfenghua, Shangtai, Star City, Xinmao, Zhengtuo, National technology, Del Future, Silicon treasure produisent des mat\u00e9riaux d'anode en silicium-carbone. Cependant, il n'y a pas beaucoup de clients qui apportent un soutien r\u00e9el, avec une capacit\u00e9 de production annuelle de plusieurs milliers de tonnes et une capacit\u00e9 limit\u00e9e.<\/p>

        La quantit\u00e9 de silicium dop\u00e9 est un secret industriel. Toutefois, on estime g\u00e9n\u00e9ralement que la teneur en silicium du mat\u00e9riau d'anode silicium-carbone 1000mAh\/g atteindra 42x+3,72(100-x)=1000 selon la th\u00e9orie de la conversion.<\/p>

        La teneur en silicium peut atteindre 16,4. La quantit\u00e9 de silicium dans un produit r\u00e9el serait plus \u00e9lev\u00e9e que cela, mais avec la technologie actuelle, 10% est la limite, et 20% affecterait la performance de la batterie.<\/p>

        Le mat\u00e9riau en silicium pr\u00e9sente l'inconv\u00e9nient de se d\u00e9tacher du collecteur d'anode en raison de sa dilatation naturelle, ce qui entra\u00eene une forte att\u00e9nuation de la lumi\u00e8re du soleil. capacit\u00e9 de la batterie<\/span><\/span><\/a>\u00a0de mat\u00e9riau d'anode en silicium. Il existe donc une limite sup\u00e9rieure \u00e0 la quantit\u00e9 de silicium dans le mat\u00e9riau d'anode silicium-carbone.<\/p>

        \"Le<\/p>

        L'universit\u00e9 de Stanford a invent\u00e9 pour la premi\u00e8re fois une sorte d'encapsulation de microparticules de silicium dans une enveloppe de graph\u00e8ne, et la capacit\u00e9 en grammes du mat\u00e9riau d'anode silicium-carbone utilisant cette m\u00e9thode peut atteindre 3 300 mAh\/g. Cette capacit\u00e9 est bien sup\u00e9rieure \u00e0 la capacit\u00e9 gramme n\u00e9gative actuelle du graphite. C'est comme un \u0153uf, on prend du silicium et on l'enroule autour du carbone, le jaune est le silicium, le blanc est le carbone et la coquille est l'acier.<\/p>

        En th\u00e9orie, la conception de la structure contribue \u00e9galement \u00e0 r\u00e9soudre le probl\u00e8me de l'expansion, comme c'est le cas pour les batteries \u00e0 pales de BYD. Par cons\u00e9quent, l'am\u00e9lioration continue des\u00a0technologie des batteries<\/span><\/span><\/a>\u00a0a r\u00e9solu dans une certaine mesure le probl\u00e8me des d\u00e9fauts mat\u00e9riels.<\/p>

        Les principales forces motrices des mat\u00e9riaux d'anode \u00e0 base de silicium<\/h4>

        Les principales forces motrices des mat\u00e9riaux d'anode \u00e0 base de silicium sont les suivantes :<\/p>

        1) Apr\u00e8s pr\u00e8s de 10 ans de recherche et de d\u00e9veloppement, la technologie chinoise des anodes \u00e0 base de silicium continue d'\u00e9voluer et la stabilit\u00e9 du produit est progressivement v\u00e9rifi\u00e9e par les utilisateurs en aval. fabricants de batteries lithium-ion<\/span><\/span><\/a>\u00a0Parmi eux, GOTION adopte principalement une anode en oxyde de silicium, CATL et Lishen adoptent principalement une anode en silicium-carbone.<\/p>

        2) Les v\u00e9hicules \u00e0 \u00e9nergie nouvelle, les t\u00e9l\u00e9phones mobiles, les tablettes et autres produits terminaux ont une demande de plus en plus forte de batteries \u00e0 haute densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique, \u00e0 longue autonomie et \u00e0 haute capacit\u00e9, et acc\u00e9l\u00e8rent l'introduction de mat\u00e9riaux d'anode \u00e0 haute capacit\u00e9 gramm\u00e9trique.<\/p>

        Les mat\u00e9riaux cathodiques \u00e0 haute capacit\u00e9 (tels que les mat\u00e9riaux ternaires \u00e0 haute teneur en nickel) sont progressivement remplac\u00e9s, dans une certaine mesure, par des mat\u00e9riaux \u00e0 base de silicium \u00e0 haute capacit\u00e9.<\/p>

        Caract\u00e9ristiques du march\u00e9 chinois des anodes \u00e0 base de silicium<\/h4>

        Actuellement, le march\u00e9 chinois des anodes \u00e0 base de silicium pr\u00e9sente les caract\u00e9ristiques suivantes :<\/p>

        1) Forte concentration du march\u00e9 : pas plus de 5 entreprises de production de masse, plus de 20 entreprises de recherche et d\u00e9veloppement et entreprises pilotes. Il existe trois principaux types d'entreprises d'anodes de silicium : les entreprises d'anodes de graphite existantes, telles que Beitrui, Ningbo Shanshan, Zichen, etc ;<\/p>

        Deuxi\u00e8mement, l'\u00e9quipe fondatrice des institutions de recherche scientifique, telles que Tianmu, Leader, etc. Troisi\u00e8mement, les entreprises de fabrication de batteries ou de nano-silicium qui s'engagent dans ce domaine, telles que GOTION High-tech.<\/p>

        2) Actuellement, il existe moins de mod\u00e8les d'anodes en silicium en production de masse stable, principalement 420mAh\/g, 450mAh\/g et 680mAh\/g, et les anodes en silicium de plus grande capacit\u00e9 ne peuvent pas \u00eatre produites en masse.<\/p>

        3) L'application de l'anode \u00e0 base de silicium est encore relativement limit\u00e9e ; actuellement, elle est principalement utilis\u00e9e dans les syst\u00e8mes num\u00e9riques cylindriques, dans un petit nombre de syst\u00e8mes num\u00e9riques \u00e0 poche et dans les syst\u00e8mes cylindriques.<\/p>

        4) Le prix est encore \u00e9lev\u00e9, et bien plus \u00e9lev\u00e9 que celui de l'anode en graphite.<\/p>

        D\u00e9veloppement futur de l'anode silicium-carbone\".<\/h2>

        Si l'on ajoute \u00e0 cela l'inqui\u00e9tude du march\u00e9 due \u00e0 la graphitisation des mat\u00e9riaux d'anode, on obtient quelques indices :<\/p>

        L'anode silicium-carbone a des sc\u00e9narios d'application<\/h4>

        Elle est principalement utilis\u00e9e dans les v\u00e9hicules haut de gamme et constitue la principale force motrice du d\u00e9veloppement de l'anode silicium-carbone. 2022 est une ann\u00e9e cl\u00e9.<\/p>

        L'anode silicium-carbone peut effectivement am\u00e9liorer la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique de la batterie, augmenter l'autonomie du v\u00e9hicule, et la bonne quantit\u00e9 de silicium peut \u00e9galement prendre en compte la performance du taux C.<\/p>

        Mais son prix est plus \u00e9lev\u00e9 que celui de l'\u00e9lectrode en graphite (le prix du graphite est d'environ 30 000 \u00e0 90 000 yuans\/tonne, et celui de l'anode en carbone-silicium de 100 000 \u00e0 400 000 yuans\/tonne), de sorte qu'elle est principalement utilis\u00e9e dans les mod\u00e8les haut de gamme. Ces derni\u00e8res ann\u00e9es, avec l'intensification de la concurrence sur le march\u00e9 haut de gamme, les v\u00e9hicules \u00e9quip\u00e9s d'une batterie \u00e0 anode de carbone silicium ont \u00e9galement commenc\u00e9 \u00e0 faire leur apparition.<\/p>

        Tesla a toujours utilis\u00e9 des batteries cylindriques, qui ont un meilleur effet sur l'expansion du volume de l'anode silicium-carbone. \u00c0 partir des mod\u00e8les S et X, il y a quelques ann\u00e9es, Tesla a dop\u00e9 des mat\u00e9riaux en silicium dans l'anode en graphite, mais la composition en silicium \u00e9tait tr\u00e8s faible \u00e0 l'\u00e9poque.<\/p>

        \"Tesla<\/p>

        Au stade de la Model 3, le ratio de silicium dans la batterie 21700 utilis\u00e9e par Tesla a \u00e9t\u00e9 \u00e0 nouveau am\u00e9lior\u00e9, et sa densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique a augment\u00e9 d'environ 20% par rapport \u00e0 la g\u00e9n\u00e9ration pr\u00e9c\u00e9dente de batterie 18650, atteignant 300Wh\/kg. L'autonomie actuelle de la Model 3 est d'environ 500~ 600 km. \u00c0 l'avenir, avec le lancement d'un grand nombre de mod\u00e8les de 1000 km en Chine, Tesla aura \u00e9galement des mod\u00e8les correspondants.<\/p>

        GAC Aian a annonc\u00e9 sa technologie de cellule anodique depuis la recherche sur l'\u00e9ponge de silicium (anode ternaire en nickel + carbone silicium haute tension), la technologie comprenant la \"technologie du nano-silicium\", la \"technologie de l'adh\u00e9sif auto-cicatrisant\", la \"technologie du rev\u00eatement composite \u00e0 gradient\", etc., rend l'int\u00e9rieur de la pi\u00e8ce anodique de la batterie comme une \u00e9ponge de silicium souple et \u00e9lastique, le silicium dans l'expansion et la contraction dans le processus de charge et de d\u00e9charge sont limit\u00e9s et tampons, pas cass\u00e9s.<\/p>

        Il agit \u00e9galement comme une \u00e9ponge pour absorber l'eau, ce qui permet \u00e0 l'anode en silicium de tirer parti de sa grande capacit\u00e9 et de stocker davantage d'\u00e9nergie. Cette technologie permet de r\u00e9duire le volume et le poids des cellules des batteries lithium-ion de 20 % et 14 %.<\/p>

        Cette technologie permet \u00e9galement de prolonger la dur\u00e9e de vie de la batterie et d'am\u00e9liorer la fiabilit\u00e9 de la batterie lithium-ion. L'AION LX de GAC Aian, \u00e9quip\u00e9e d'une batterie \u00e0 anode de silicium spongieux, peut atteindre une autonomie de plus de 1 000 km.<\/p>

        NIO a annonc\u00e9 en janvier 2021 que le bloc-batterie de 150 kWh devrait \u00eatre livr\u00e9 en 2022. La cathode utilise un mat\u00e9riau \u00e0 ultra-haute teneur en nickel nano-rev\u00eatu et l'anode utilise du carbone de silicium pr\u00e9-lithium. L'\u00e9lectrolyte semi-solide est utilis\u00e9, et la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique d'une seule cellule peut atteindre 350Wh\/kg. Le Nio ET7 sera \u00e9quip\u00e9 de cette batterie.<\/p>

        En janvier 2021, IM Motor a \u00e9galement lanc\u00e9 son premier mod\u00e8le - IM L7, qui est une version hautement \u00e9quip\u00e9e de la batterie 118kWh. Elle adopte la technologie \"dop\u00e9e au silicium et pr\u00e9lithiation\" en coop\u00e9ration avec CATL, ce qui permet d'atteindre une densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique de 300Wh\/kg et d'augmenter l'autonomie NEDC \u00e0 1000km. De plus, elle pr\u00e9sente une att\u00e9nuation nulle sur 200 000 kilom\u00e8tres et des caract\u00e9ristiques de \"non combustion spontan\u00e9e\".<\/p>

        La technologie du carbone de silicium acc\u00e9l\u00e8re les avanc\u00e9es<\/h4>

        Depuis la r\u00e9ponse finale, sous la pression de l'augmentation de la densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique des batteries d'\u00e9nergie, l'introduction de nouveaux mat\u00e9riaux am\u00e9lior\u00e9s est imminente. Apr\u00e8s la pr\u00e9c\u00e9dente \"attaque inverse\" du phosphate de fer lithi\u00e9, le point d'inflexion ternaire \u00e0 haute teneur en nickel est arriv\u00e9, l'industrialisation de l'anode silicium-carbone a \u00e9galement commenc\u00e9 \u00e0 \u00eatre mise \u00e0 l'ordre du jour.<\/p>

        Toutefois, la technologie de production chinoise des mat\u00e9riaux en silicium-carbone n'est pas encore au point et la technologie des mat\u00e9riaux de soutien doit \u00eatre am\u00e9lior\u00e9e. \u00c0 l'heure actuelle, les entreprises chinoises peuvent r\u00e9ellement r\u00e9aliser des livraisons mensuelles d'anodes en silicium-carbone de l'ordre de 100 tonnes, ce qui n'est pas \u00e9norme.<\/p>

        \"Toutefois,<\/p>

        D'apr\u00e8s la technologie des entreprises de batteries, le meilleur emballage d'anode silicium-carbone est cylindrique, mais la poche est \u00e9galement acceptable. EVE peut pr\u00e9tendre r\u00e9soudre le probl\u00e8me de la poche, mais la mani\u00e8re de presser et de cercler ce mat\u00e9riau est un probl\u00e8me technique. Par cons\u00e9quent, l'anode en graphite a encore un certain espace de d\u00e9veloppement.<\/p>

        En fait, le mat\u00e9riau d'anode silicium-carbone \u00e9tant une nouvelle g\u00e9n\u00e9ration de mat\u00e9riau d'anode \u00e0 haute capacit\u00e9, son syst\u00e8me de mat\u00e9riau de batterie a \u00e9galement \u00e9t\u00e9 am\u00e9lior\u00e9 en cons\u00e9quence. Actuellement, le mat\u00e9riau cathodique ternaire \u00e0 haute teneur en nickel (NCA\/NCM), l'\u00e9lectrolyte ternaire \u00e0 haute pression et l'adh\u00e9sif \u00e0 base de silicium sont encore en phase de d\u00e9veloppement rapide.<\/p>

        Dans le cadre de la politique et de la demande du march\u00e9, le d\u00e9veloppement rapide des batteries \u00e0 \u00e9nergie nouvelle sera favoris\u00e9, les mat\u00e9riaux silicium-carbone \u00e0 haut ratio et \u00e0 haute \u00e9nergie \u00e9tant le mat\u00e9riau de choix pour l'industrialisation, le d\u00e9veloppement futur des batteries \u00e0 haute densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique favorisera le progr\u00e8s technique des batteries \u00e0 haute densit\u00e9 \u00e9nerg\u00e9tique en Chine.<\/p>

        On s'attend \u00e0 ce que, dans le contexte du d\u00e9veloppement rapide des piles \u00e9lectriques, l'anode silicium-carbone passe de 0 \u00e0 1 et que le volume des ventes de mat\u00e9riaux d'anode \u00e0 base de silicium pour les piles au lithium augmente de mani\u00e8re significative au cours des deux prochaines ann\u00e9es.<\/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? Silicon-carbon anode seems become a trend Tesla’s demand on silicon-carbon anode The “rejuvenation” of silicon-carbon anode The main driving forces of silicon-based anode materials The characteristics of China’s silicon-based anode market Future development of silicon-carbon anode Silicon-carbon anode has application scenarios Silicon carbon technology accelerates breakthroughs Tesla’s 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