突破石墨瓶颈！ 硅在EV电池中崛起，储锂量是石墨10倍，续航里程显著提升

电动汽车高度依赖锂离子电池，其内部使用的材料正迅速迭代。多年来，石墨一直主导着电池负极——即充电时储存锂的负极。

然而，硅正逐渐成为一种极具潜力的替代材料。下面信息图表展示了截至2035年，含硅负极在电动汽车电池中的预计崛起趋势。

此图数据来源于基准矿物情报（Benchmark Mineral Intelligence）。该数据以吉瓦时（GWh）电池容量为单位，追踪负极材料的加权供应量，反映每种材料所支撑的电动汽车电池使用量。

——如今石墨仍占主导地位

石墨仍是锂离子电池负极的核心材料。2022年，仅人造石墨就约占全球负极容量的76%，天然石墨则占另外的18.6%。

石墨的主导地位源于其稳定性、相对较低的成本以及成熟的供应链。制造商数十年来一直在优化石墨基电池，使其能够可靠地应用于电动汽车大规模生产。

然而，石墨存在一个主要局限：与新兴替代材料相比，其锂储存量相对较少。

——如今石墨仍占主导地位

石墨仍是锂离子电池负极的核心材料。2022年，仅人造石墨就约占全球负极容量的76%，天然石墨则占另外的18.6%。

石墨的主导地位源于其稳定性、相对较低的成本以及成熟的供应链。制造商数十年来一直在优化石墨基电池，使其能够可靠地应用于电动汽车大规模生产。

然而，石墨存在一个主要局限：相较于各类新兴替代材料，其储锂量相对较低。

——硅为何极具潜力

从理论上讲，硅的储锂能力约为石墨的10倍。这一特性使得采用硅增强型负极的电池，能够在相同的物理空间内储存更多能量。

实际上，这意味着在不增加电池尺寸的情况下，可显著提升电动汽车的续航里程。例如，一辆此前单次充电可行驶480公里的电动汽车，使用相同尺寸和重量的电池组，续航里程可提升至640公里，甚至800公里。

由于硅在充电周期中会发生显著膨胀，工程师们正研发混合方案，包括石墨-硅复合材料以及经过工程设计的硅材料，以平衡更高的容量与结构稳定性。

——到2035年，硅的占比或达20%

预测显示，未来十年内硅将稳步获得市场认可。石墨-硅复合负极的占比预计将从2022年电池容量的5%上升至2035年的17.5%。

与此同时，经过完全工程设计的硅负极，在同一时期内的占比有望从几乎为零提升至约3%，届时含硅负极的整体占比将接近20%，成为电动汽车电池负极的重要组成部分。