硅阳极电池是什么高科技，竟让奔驰宝马争相布局？

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奔驰大G，一台自重超过2吨的硬派越野车，这个大家伙在V6和V8的大功率引擎下驰骋原野。

而如果这款车要推出纯电版本，究竟需要怎样的电池才能满足它的续航？

这就引申出一个问题，电动汽车当前的续航为什么不通过增大电池包的途径以此来增加续航。这其中就需要考虑到电池本身的自重，电动汽车如果需要达到更高的续航如果搭载更大的电池，而电池更大自重也就越大，反而对续航的提升带来负面影响，一方面成本大大增加，另一方面续航也并没有实质性的增加。

增加续航有效的两种方式，一种是电池自重不增加的情况下增加能量密度；另一种则是给电动汽车减重，相关研究表明纯电动汽车没减重100Kg续航可以提升10%。

对于奔驰大G纯电版本的EQG，奔驰工程师则是采用前一种方法。2021年9月奔驰EQG在德国慕尼黑车展上首发亮相，这款车通过搭载硅阳极固态电池将能量密度提高到400Wh/Kg。

尽管这款车要2025年才推向市场，但是我们可以了解一下硅阳极电池是什么高科技。

电池中阳极代表发生氧化反应的电极，阴极代表发生还原反应的电极——因此电池的负极因为发生氧化反应也可以称为阳极，反之正极即阴极。

石墨本身稳定性良好，不与电解液发生反应，并且作为导电性导热性优良的载体，实际上是其他物质在石墨表面发生氧化还原反应。而电动汽车使用的锂电池阳极主要由石墨制成，但石墨的利用率已接近理论比容量极限372mAh/g。

相较于石墨，使用硅阳极材料的动力电池功率更大、充电速度更快。硅在常温下与锂进行合金化，理论比容量可达到3500mAh/g，是目前石墨类阳极材料的十倍以上。另外，硅阳极不存在析锂隐患，安全性好于石墨，储量丰富，成本低廉，能从各个方向提供锂离子嵌入和脱出的通道，快充性能优异，是最具潜力的下一代锂电池负极材料。

这意味着，电动汽车能够在维持与当前相同电池包体积的情况下，从而降低电池组的整体成本和尺寸，提高能量密度。

数据表明，用硅基材料作为电池阳极代替现有的石墨阳极，电池的能效将提升20%，进一步优化可以将能效提升40%。

但是硅阳极材料在生产和使用过程中都有一定缺陷。硅基阳极在嵌锂过程中体积膨胀严重、材料导电性差、循环性能问题制约了其商业化应用。因此在生产方面为了克服硅阳极的固有缺陷，材料层面需要进行纳米化、碳包覆等综合处理，工艺复杂，目前行业仅少数企业掌握，且各家工艺均不同，没有标准化工艺。

奔驰和宝马对于硅阳极技术领域也是争相投资。2019年，奔驰领投Sila Nano公司，投资规模达到1.7亿美元；此前一年，宝马与Sila Nano建立长期合作，共同开发硅阳极材料，并且宝马方面透露计划在2023年将Sila Nano生产的电池集成于车辆，使车辆电池容量提升10%至15%。

目前，在石墨中加入硅材料作为硅碳阳极使用逐渐成为一大主流技术，例如特斯拉已在部分车型上采用硅碳阳极作为动力电池新材料。

在电池端，随着纯电动汽车和固态电池的高速发展，将逐渐打开硅阳极电池的市场空间，带动市场需求。

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