中國粉體網(wǎng)訊 國家科技部：國家重點研發(fā)計劃“新能源汽車”重點專項支持的北京大學(xué)項目團(tuán)隊設(shè)計制備出一種高比容量的自體積適應(yīng)性硅/碳負(fù)極材料，為開發(fā)高比能量鋰離子電池、進(jìn)一步提高電動汽車行駛里程奠定了基礎(chǔ)。
隨著新能源汽車在實際應(yīng)用中對續(xù)航里程要求的不斷提高，動力電池相關(guān)材料也向著提供更高能量密度的方向發(fā)展。傳統(tǒng)鋰離子電池的石墨負(fù)極已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有需求，高能量密度負(fù)極材料成為企業(yè)追逐的新熱點。硅基材料負(fù)極由于豐富的儲量和超高的理論比容量正逐漸成為電池企業(yè)和鋰電材料商改善負(fù)極的最優(yōu)先選擇，是最具潛力的下一代鋰離子電池負(fù)極材料之一。
開發(fā)高容量負(fù)極是研制400Wh/kg鋰離子電池的重要前提，硅基負(fù)極具有10倍于現(xiàn)有石墨負(fù)極的理論比容量，是當(dāng)前負(fù)極材料開發(fā)的重點。但硅基負(fù)極在循環(huán)過程中涉及巨大的體積膨脹，導(dǎo)致其循環(huán)穩(wěn)定差、循環(huán)庫侖效率低，嚴(yán)重制約了高容量硅基負(fù)極的實際應(yīng)用。
北京大學(xué)項目團(tuán)隊通過原位包覆、刻蝕等途徑，制備出一種蛋黃結(jié)構(gòu)Si/C復(fù)合材料。由于在活性納米Si核與碳?xì)ぶg預(yù)留了緩沖空間，復(fù)合材料在充放電過程中表現(xiàn)出自體積適應(yīng)性和良好的結(jié)構(gòu)、界面穩(wěn)定性。該材料比容量達(dá)到1300mAh/g，3C、500周和5C、1000周后的容量保持率高達(dá)90%和80%。這一工作為開發(fā)能量密度達(dá)到400Wh/kg的鋰離子電池奠定了基礎(chǔ)。但硅碳材料產(chǎn)業(yè)化是一個綜合的過程，一方面要求負(fù)極材料企業(yè)不斷提高產(chǎn)品自身的性能，另一方面還要做好與其它材料的配合，以及與電芯企業(yè)、PACK企業(yè)共同謀求鋰電池封裝工藝的升級。相信隨著鋰電產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，負(fù)極材料企業(yè)產(chǎn)業(yè)化步伐實施的加快，硅碳負(fù)極材料的春天就要來了。
