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四.失效的解决
从长期的基础研究来看①通过硅粉纳米化;②纳米分散混合;③硅碳包覆;等技术手段让Si的体积膨胀由石墨和无定形包覆层共同承担,避免负极材料在嵌脱锂过程因巨大的体积变化和应力而粉化从而可以有效解决硅在锂电池负极应用中遇到的问题。
(1)约束和缓冲活性中心的体积膨胀
(2)阻止纳米活性粒子的团聚
(3)阻止电解液向中心渗透,保持稳定的界面和SEI
(4)硅材料贡献高比容量,碳材料贡献高导电性
硅纳米化(硅力求做到以下几点)
(1)硅粒径:<20nm(理论上越小越好)
(2)均匀度:标准偏差小于5nm
(3)纯度:>99.95%
(4)形貌:100%球形率
分散混合(力求整体均匀混合)
硅碳包覆(力求包覆完整)
五.几大中国硅基负极企业
国轩高科
在其发布的年产5000吨硅基负极材料项目可行性报告中称,掌握了硅基负极材料表面改性及材料预锂化等关键技术,有效缓冲了硅材料体积膨胀对结构稳定性的影响,提高了硅
基负极材料的首次库伦效率及循环性能。其内部人士透露,预计这款材料产业化在2018年。
上海杉杉
上海杉杉投资部部长尧桂明介绍,纳米硅和氧化亚硅是公司比较成熟的硅基材料并实现量产。目前氧化亚硅出货量可达2吨/月,纳米硅每月有几百公斤/吨,已送样至三星、LG、松下等国际电池企业。
湖州创亚
湖州创亚有关实验人员表示其硅负极能量密度可以做到1300-1400mAh/g,硅碳负极材料可以达600mAh/g,2017年将进入中试量产。
斯诺
据斯诺实验部相关人员成,其推出的高容量硅负极材料采用具有多孔结构的硅粉,并结合碳材料的稳定性而制备的高容量硅基锂电池负极材料,具有高容量、长循环的特点,首次库伦效率可达95%,500周循环材料克容量保持率为1000mAh/g以上。
革鑫纳米
革鑫纳米早些年专注于硅纳米材料及其他四六族常见纳米材料,近几年针对科研单位设计公斤级别锂电池负极材料,具有定制化强,容量高,多循环的特点,是业内黑马。
中国宝安
2016年8月15日,中国宝安在互动平台上表示,公司下属贝特瑞公司生产的硅基负极
材料已有国外客户批量使用,未来将有较大增长。
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