涂料相关技术-新能源应用硅基负极材料.pdfVIP

新能源应用硅基负极材料 众所周知，电动汽车的里程续航问题一直是消费者迫切关注的痛点，这跟锂众所周知，电动汽车的里程续航问题一直是消费者迫切关注的痛点，这跟锂众所周知，电动汽车的里程续航问题一直是消费者迫切关注的痛点，这跟锂 电池的能量密度息息相关，众电池厂商、车企无不使劲浑身解数，想要进一步挖息息相关，众电池厂商、车企无不使劲浑身解数，想要进一步挖息息相关，众电池厂商、车企无不使劲浑身解数，想要进一步挖 掘电池能量密度提升的空间，为此大多采用以下途径：例如优化电池结构、提高掘电池能量密度提升的空间，为此大多采用以下途径：例如优化电池结构、提高掘电池能量密度提升的空间，为此大多采用以下途径：例如优化电池结构、提高 活性材料能量密度、降低非活性材料占比等。活性材料能量密度、降低非活性材料占比等。 目前商业化锂电池广泛使用的石墨负极的容量在目前商业化锂电池广泛使用的石墨负极的容量在360mAh/g 左右，已经非常左右，已经非常 接近其理论比容量（372mAh/g372mAh/g），因此很难在石墨负极上获得突破，于是人们将），因此很难在石墨负极上获得突破，于是人们将 目光转向硅材料，锂电池中，目光转向硅材料，锂电池中，硅材料理论比容量为 4200mAh/g，且硅的脱锂电位，且硅的脱锂电位 比较低，因此硅作为负极可以减少材料用量、提高电池能量密度，是动力电池负比较低，因此硅作为负极可以减少材料用量、提高电池能量密度，是动力电池负比较低，因此硅作为负极可以减少材料用量、提高电池能量密度，是动力电池负 极材料接下来的重要发展方向。极材料接下来的重要发展方向。 碳材料与硅材料性能对比 硅基负极技术发展现状 硅作为负极材料会产生很大的体积变化，随充放电发生的持续收缩膨胀会造硅作为负极材料会产生很大的体积变化，随充放电发生的持续收缩膨胀会造硅作为负极材料会产生很大的体积变化，随充放电发生的持续收缩膨胀会造 成材料粉末化，影响电池循环寿命成材料粉末化，影响电池循环寿命。目前商业化的硅材料负极一般为硅碳复合体的硅材料负极一般为硅碳复合体 系，有单质硅-碳负极和硅氧化物碳负极和硅氧化物-碳负极两种，相比之下，硅氧化物碳负极两种，相比之下，硅氧化物-碳负极较 单质硅-碳负极体积膨胀更小、倍率性能更佳，但是容量和首循环库伦效率较低。碳负极体积膨胀更小、倍率性能更佳，但是容量和首循环库伦效率较低。碳负极体积膨胀更小、倍率性能更佳，但是容量和首循环库伦效率较低。 硅碳复合体系中，碳可以改善材料的导电性，缓冲硅的体积变化，避免硅颗硅碳复合体系中，碳可以改善材料的导电性，缓冲硅的体积变化，避免硅颗硅碳复合体系中，碳可以改善材料的导电性，缓冲硅的体积变化，避免硅颗 粒的团聚等，对硅碳材料的结构进行合理设计可以更好地抑制材料的体积变化，粒的团聚等，对硅碳材料的结构进行合理设计可以更好地抑制材料的体积变化，粒的团聚等，对硅碳材料的结构进行合理设计可以更好地抑制材料的体积变化， 例如可以将硅碳材料设计成核例如可以将硅碳材料设计成核-壳结构、多孔结构等，为体积膨胀预留容纳或缓壳结构、多孔结构等，为体积膨胀预留容纳或缓 冲空间。 常见的核