在提升能量密度的強(qiáng)烈要求之下，硅碳負(fù)極在動(dòng)力電池領(lǐng)域的研究應(yīng)用正在加速。

　　當(dāng)前，國(guó)內(nèi)已有多家負(fù)極材料企業(yè)宣稱已經(jīng)成功研發(fā)出成熟的硅碳負(fù)極材料，并已實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和供貨。但是硅碳負(fù)極材料的膨脹和循環(huán)壽命問(wèn)題依然是阻礙其大規(guī)模應(yīng)用的障礙。

　　5月21日，以“產(chǎn)業(yè)變遷競(jìng)合避險(xiǎn)，企業(yè)分層求穩(wěn)爭(zhēng)先”為主題的第十一屆高工鋰電產(chǎn)業(yè)峰會(huì)在深圳四季酒店盛大舉辦。作為鋰電行業(yè)的權(quán)威平臺(tái)，本屆峰會(huì)吸引到了材料、設(shè)備、電芯、BMS、PACK、整車(chē)等整個(gè)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)鏈超700位企業(yè)高層參與其中。

　　峰會(huì)上，深圳市斯諾實(shí)業(yè)發(fā)展有限公司(下稱“深圳斯諾”)的研發(fā)主管胡文良發(fā)表了“提升能量密度無(wú)捷徑，攻克硅基負(fù)極復(fù)合材料”的主題演講。

　　胡文良指出，首先在氧化亞硅碳負(fù)極開(kāi)發(fā)方面，氧化亞硅的理論容量可以達(dá)到石墨負(fù)極5倍以上，結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定，具有更優(yōu)異的性能。在失效機(jī)理方面，一氧化硅在脫嵌鋰過(guò)程中部分材料失去活性，使部分材料能量不斷衰竭，從而使電池發(fā)生失效。

　　在制備的技術(shù)路線方面，將氧化亞硅原材料進(jìn)行納米化，進(jìn)行碳包覆進(jìn)行歧化再進(jìn)行與石墨復(fù)合到電極制備。采用這種方式可以縮短鋰離子的提高路徑提升離子導(dǎo)電率，可以抑制膨脹，加強(qiáng)導(dǎo)電性。在內(nèi)部生成分布良好的納米金，從而避免發(fā)生局部的嵌鋰進(jìn)行復(fù)碎。

　　在氧化亞硅碳負(fù)極度應(yīng)用方面，硅碳負(fù)極充放電過(guò)程中產(chǎn)生的巨大的體積效應(yīng)導(dǎo)致電極材料從集流體上粉化脫落，難以形成穩(wěn)定的SEI膜，內(nèi)部導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)被破壞使得電池的循環(huán)性能惡化。要實(shí)現(xiàn)硅碳負(fù)極在實(shí)際中的應(yīng)用，除了對(duì)材料本身進(jìn)行改進(jìn)，還需要匹配新的電極體系來(lái)提升硅碳負(fù)極的綜合性能。

　　對(duì)此，胡文良表示深圳斯諾將從導(dǎo)電劑、粘結(jié)劑、電解液添加劑和預(yù)嵌鋰等四個(gè)路徑推進(jìn)硅碳負(fù)極的產(chǎn)業(yè)化。

　　具體來(lái)看，導(dǎo)電劑需要具有良好的導(dǎo)電性能的同時(shí)，還需要較大的長(zhǎng)徑比，在電極體系中形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)，在循環(huán)過(guò)程中活性物質(zhì)不會(huì)與導(dǎo)電劑發(fā)生脫離，保持電極高導(dǎo)電性。

　　粘結(jié)劑應(yīng)具有較高的導(dǎo)電性和機(jī)械延展性，從而有效適應(yīng)硅碳負(fù)極在循環(huán)過(guò)程中的大體積變化，以保持高的結(jié)構(gòu)完整性，同時(shí)保持電極的高導(dǎo)電性。

　　FEC的分解產(chǎn)物具有更多的交聯(lián)基團(tuán)，可以提高SEI膜穩(wěn)定性。硅烷添加劑(TMVS)可以和硅原子形成共價(jià)鍵，在電極表面生成硅烷網(wǎng)絡(luò)保護(hù)電極不受酸腐蝕，提高材料的機(jī)械穩(wěn)定性。

　　預(yù)嵌鋰可以預(yù)先在電極表面形成一層SEI膜，提高電極首次庫(kù)倫效率。當(dāng)前關(guān)于預(yù)嵌鋰研究的方法有：微乳液法金屬鋰包覆、將金屬鋰涂覆于銅箔或隔膜、穩(wěn)定化金屬鋰粉(SLMP)預(yù)嵌鋰劑、穩(wěn)定化鋰硅合金預(yù)嵌鋰劑、可控預(yù)嵌鋰。

　　憑借著在產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)等方面的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，深圳斯諾被上市公司國(guó)民技術(shù)(300077.sz)收購(gòu)成為其控股子公司，這為其進(jìn)一步發(fā)展提供資本力量的扶持。