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硅碳复合材料正成为锂电池负极材料潜力材料

更新时间:2015-05-05 08:30:38 点击: 编辑:锂辉电池

  随着下游应用要求的逐步提高,新型负极材料备受业内关注,对石墨似乎形成了潜在的威胁。国内已经有企业正在开发硅碳复合材料,甚至有企业开始尝试着将硅碳复合材料应用到18650电池上。国内各大负极材料企业均在着手开发硅碳复合材料。整体来看,硅碳复合材料产业化似乎越来越近。硅碳复合材料被认为是“影响未来锂电产业发展的10大潜力材料”之一。理论上来说,硅碳复合材料确实拥有石墨材料难以达到的性能。比如,硅碳复合材料的理论克容量约为4200mAh/g,比石墨材料的理论克容量372mAh/g高出了10倍有余。在追求高容量的动力电池时代,硅碳复合材料若能实现产业化,将大大提升单体电芯的容量,有效缓解业内对电动汽车续航里程的担忧。正因如此,国内外众多厂家对硅碳复合材料的研究可谓“孜孜不倦”。
 


  美国加州电池开发商推出用于锂离子电池的HD-Energy技术,该技术使高能量密度的可充电锂离子聚合物电池成为可能。该聚合物电池使用以硅为主要材料的新型复合阳极(即电池负极),其能量密度是传统石墨阳极的4倍。国外商用动力锂电池普遍采用三元材料与新型负极材料(如硅碳复合材料)组合,已经能够将电池比能量做到150Wh/Kg左右。而在新型锂电池材料开发与应用上,国内材料行业与国外存在差距。令人欣喜的是,国内材料行业已经察觉终端市场对产品性能的需求,以及与国外高端材料的差距。近几年,国内锂电负极材料领域发生了些许变化,尤其是硅碳复合材料。国内市场份额名列前茅的负极材料企业均在开发硅碳复合材料。从专利方面来看,截至2014年末,中国硅碳复合材料的专利共有269项,其中2012-2014年共申请专利186项,占比69%。
 


  近几年硅碳复合材料方面专利的上升,代表着行业内对硅碳复合材料的重视,硅碳复合材料的研究进程正逐步加快。而硅碳复合材料的实际应用也被很多业内人士看好。在未来2-3年内,对于追求高容量、循环要求不太高的电芯应用领域来说,应用硅碳复合材料作为负极材料应该是比较好的选择。目前的硅碳复合材料整体处于产品导入阶段,电芯企业有意愿试用新型的负极材料产品。如若进展快速,硅碳复合材料或有可能在一两年内实现产业化。对于克容量400-500mAh/g的硅碳复合材料,国内的小批量生产和应用技术研究已接近成熟,有望在方形铝壳和圆柱形数码锂电池上得到推广应用。

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