炭復合氧化亞硅(SiOC)是由氧化亞硅與炭素材料組成的復合粉體材料,主要用作鋰離子電池負極材料。根據首次放電比容量不同,炭復合氧化亞硅分為SiOC-Ⅰ(首次放電比容量>1200mAh/g)、SiOC-Ⅱ(600mAh/g<首次放電比容量≤1200mAh/g)、SiOC-Ⅲ(380mAh/g<首次放電比容量≤600mAh/g)。
人造/天然石墨是商業化鋰離子電池主流負極材料,但石墨材料理論容量較低,難以滿足鋰離子電池越來越高的能量密度要求。氧化亞硅具有高理論比容量、嵌鋰電位合適、結構穩定等優勢,是石墨負極潛力替代材料,但在循環過程中,氧化亞硅體積膨脹會造成材料粉化破裂,導致容量快速衰減,限制了其應用。
目前氧化亞硅改性方法包括尺寸縮減、多孔設計、與其他材料復合化等,其中與炭素材料復合方式最直接、有效。炭復合氧化亞硅不僅可緩解氧化亞硅的體積效應,還能改善其循環穩定性、提高電極材料電導率。
氧化亞硅是炭復合氧化亞硅的核心原料,在工業上氧化亞硅主要采用高溫升華法制備。由于硅材料剛性強、體積膨脹大,單純炭包覆仍難以解決硅基材料存在的問題,在普通炭復合氧化亞硅基礎上,可進一步增加鎂熱還原或鋰化步驟,得到預鎂炭復合氧化亞硅、預鋰炭復合氧化亞硅。
根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2029年炭復合氧化亞硅(SiOC)行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示,作為鋰離子電池負極材料,炭復合氧化亞硅終端應用涉及到動力電池、消費電子、新能源汽車、儲能系統等領域。近年來,隨著以上領域發展,炭復合氧化亞硅市場規模逐步擴大。
炭復合氧化亞硅屬于硅基負極材料,近年來,貝特瑞、杉杉股份、正拓能源、天津力神、湖南星城、璞泰來等企業均在加大硅基負極材料研發投入,推進其產業化進程。其中貝特瑞在硅碳、硅氧、氣相硅三條路線上均有技術積累,硅基負極材料全球市場占有率領先,2025年5月,由貝特瑞主導制定的YS/T 6260-2024《炭復合氧化亞硅》行業標準正式實施,進一步奠定了其市場地位。
新思界
行業分析人士表示,根據工信部統計數據顯示,2025年1-4月,我國鋰離子電池產量超過473GWh,同比增長68%。作為鋰離子電池負極材料,炭復合氧化亞硅具有容量高、倍率性能好、循環性能好等優勢,隨著鋰離子電池產量提升、新能源汽車續航要求提升,炭復合氧化亞硅市場空間將進一步擴張。
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