項目簡介

 

目前鋰離子電池的主流負極材料為石墨類材料,其實際容量已經接近理論值,要進一步提高容量,必須采用新材料體系。硅材料具有極高的理論容量(4200 mAh/g,基于鋰化成Li4.4Si組分),該容量已經超過石墨(372 mAh/g)的十倍。另外,硅有合適的嵌鋰平臺,其嵌鋰電位平臺約為0.2~0.3V(vs. Li/Li+),可以減少的鋰枝晶形成,因此安全性能較好。硅自然資源豐富,作為地殼中含量第二大的元素,質量占比26%。在金屬鋰負極實用化之前,使用硅碳復合材料來代替石墨類材料幾乎是唯一的選擇,這在業界已形成共識。近年來,在硅碳負極的制備、電解液的選擇、導電劑和粘結劑的優化領域已經取得了長足的進步,硅碳負極已經進入負極材料市場,市場滲透率逐年提高。但硅碳負極的大規模應用仍面臨較大挑戰:(1)固有的體積膨脹,使硅碳負極的硅含量不易過高,一般控制在10%以下,且使用場合一般局限在圓柱型電池;(2)制備成本過高,納米硅和氧化亞硅的價格較高,影響大規模推廣。本團隊目前已掌握納米硅及硅碳復合材料的低成本、宏量、可控制備技術,采用廉價硅源制備的納米和硅碳的首次庫效、循環壽命已超過商業材料,而價格遠遠低于商業材料。其中純納米硅的首次庫效超過88%,納米硅的材料成本可低于1萬/噸。

 

包含專利

 

一種納米硅碳復合材料及其制備方法和應用

一種納米硅基復合材料及其制備方法和應用

一種單分散空心納米硅/碳球及其制備方法和應用