鉅大LARGE | 點擊量：877次 | 2018年12月23日
深圳斯諾硅基負極材料已經和商業化的產品非常接近
胡文良表示，深圳斯諾的硅基負極材料首次容量為1616.3mAh／g，首次效率為76.89%，在容量和效率上都已經和商業化的產品非常接近。
在當前的鋰離子電池材料體系方面，負極材料主要還是以石墨類為主，但硅碳負極材料被業內認為是實現下一代高比能動力電池產業化的關鍵。
從市場來看，中國主要以納米硅碳復合和多孔硅碳復合，目前國內外只有少數幾企業能實現硅碳的量產，但是在規模化應用上還存在較大的體積膨脹的問題。
12月21日，“利元亨·2018高工鋰電&電動車年會”在深圳維納斯皇家酒店精彩延續。作為鋰電及電動車行業規模最大、參與度最高的年度盛會，現場吸引了材料、設備、電芯、BMS、PACK、整車、運營租賃整個新能源汽車產業鏈超800位企業高層參與其中。
在茵地樂冠名的材料專場中，深圳斯諾研發主管胡文良發表了“下一代鋰離子電池負極材料：硅基負極”的主題演講，分析當前斯諾和國內外在硅基負極材料的最新研發進展情況。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
胡文良指出，目前硅基負極材料主要問題有體積膨脹、材料粉化，導電網絡失效、SEI反復生長等問題。上述問題會導致電池安全性能差，倍率性能差等問題。對此，我們認為硅基負極以后開發的方向主要有表面包覆，表面的特殊結構，預鋰化，致密結構以及電極體系的匹配等。
胡文良表示，硅基負極的發展方向主要為降低膨脹，提高循環壽命，降低生產成本。
降低膨脹措施主要有材料的結構設計，多結構、多元材料、多技術交叉結合；提高壽命的措施主要有納米化、原位包覆；降低成本主要是對產品的工藝進行創新，設備與工程技術的研發，降低生產能耗等。
由于硅基負極具有較大的體積膨脹，不能直接使用，需要對其進行改性之后才能再實際應用。主要的改性方法有結構化改性，碳包覆改性以及預嵌鋰。
具體來看，結構化改性就是將材料制成納米顆粒、納米線、納米片，這樣可以提高材料的結構穩定性，緩沖材料的體積膨脹，并且可以增加材料的活性界面，有利于材料的電化學性能。
碳包覆就是在材料包覆一層碳元，碳包覆可以抑制材料的體積膨脹，有利于在材料表面形成一層穩定的SEI膜。同時碳包覆可以提高材料的導電性，有利于倍率性能。
而預嵌鋰可以預先在電極表面形成一層SEI膜，減少首次不可逆容量損失，提高電極首次庫倫效率。
胡文良表示，深圳斯諾的硅基負極材料首次容量為1616.3mAh/g，首次效率為76.89%，在容量和效率上都已經和商業化的產品非常接近。以上的數據都是半電池的數據，全電池的應用還在繼續驗證。
與此同時，胡文良還提到由于硅基負極具有獨特的物理化學性質，當前石墨電極的電極體系不能夠滿足硅基材料在實際中的應用，因此需要開發新的電極體系。比如說PAI新型粘結劑，以及VC、FEC等新型電解液添加劑的使用。
在粘結劑對材料應用的影響方面，粘結劑應具有較高的導電性和機械延展性，從而有效適應硅碳負極在循環過程中的大體積變化，以保持高的結構完整性。同時保持電極的高導電性。而高模量的粘結劑有利于材料的循環性能。
在導電劑對材料應用的影響方面，導電劑需要具有良好的導電性能的同時，還需要較大的長徑比，在電極體系中形成三維導電網絡，在循環過程中活性物質不會與導電劑發生脫離，保持電極高導電性。
采用點線復合形式的導電劑可以滿足短程和長程電子傳輸通道，有利于硅基循環性能，能夠有效促進容量發揮，改善倍率。
在電解液對材料應用的影響方面，由于硅基材料在循環中較大的體積變化，會導致材料表面的SEI膜不斷薄弱、生長，消耗鋰離子，從而導致材料的循環性能降低。而FEC添加劑它優先于電解液溶劑，能夠在負極端形成緊實且具有優異導鋰性能的SEI層，高含量的FEC添加劑可以有效提升性能。
