鋰離子電池納米硅碳負極材料有望替代石墨烯

來源：存能電氣  日期：2019-10-09 13:20  瀏覽量：次

　　鋰離子電池納米硅碳負極材料有望替代石墨烯。近年來，我國鋰離子電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，在大規(guī)模的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)投資的帶動下，鋰離子電池負極材料的需求不斷上升。納米硅碳復(fù)合負極材料受到了越來越高的重視，科學(xué)家稱之為“鋰電負極材料的新大陸”。

　　鋰離子電池納米硅碳負極材料有望替代石墨烯

　　目前，商業(yè)化的鋰離子電池主要是以石墨為負極材料，石墨的理論比容量為372mA·h/g，而市場上的高端石墨材料已經(jīng)可以達到360～365mA·h/g，因此相應(yīng)鋰離子電池能量密度的提升空間已相當(dāng)有限。硅負極相比石墨負極具有更高的質(zhì)量能量密度和體積能量密度，采用硅負極材料的鋰離子電池的質(zhì)量能量密度可以提升8%以上，體積能量密度可以提升10%以上，同時每千瓦時電池的成本可以下降至少3%，因此硅負極材料將具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

　　硅碳復(fù)合負極材料中硅作為活性物質(zhì)提供儲鋰容量；碳作為分散基體緩沖硅顆粒嵌脫鋰時的體積變化，保持電極結(jié)構(gòu)的完整性，并維持電極內(nèi)部電接觸。

　　納米硅碳作為鋰離子電池負極資料,具有高儲鋰容量、杰出電子通道、較小應(yīng)變及促使SEI膜安穩(wěn)成長的環(huán)境。根據(jù)上述長處,該資料有望替代石墨成為下一代高能量密度鋰離子電池負極資料。新能源汽車產(chǎn)業(yè)迎來了爆發(fā)性的增長，將帶動上游鋰離子電池及負極材料市場規(guī)模的大幅提升，而納米硅碳負極材料高能量密度的特點將頗具競爭優(yōu)勢。

　　在規(guī)模儲能領(lǐng)域，納米硅碳負極材料也將擁有較大的應(yīng)用前景。隨著我國工業(yè)化、信息化水平的持續(xù)提升，電力系統(tǒng)呈現(xiàn)發(fā)電裝機容量和電網(wǎng)輸配電容量不斷提高、現(xiàn)代電力系統(tǒng)的峰谷負荷差加大、可再生能源并網(wǎng)量增加、電力系統(tǒng)復(fù)雜程度提升、用戶端對電能質(zhì)量要求提高等顯著特點。作為優(yōu)良備用電源的儲能電站，正逐步成為構(gòu)筑現(xiàn)代電力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)之一。

　　鋰離子電池作為目前應(yīng)用最廣泛的儲能電池，相比電動車領(lǐng)域，儲能電站領(lǐng)域?qū)︿囯x子電池能量密度的要求更高，而采用納米硅碳負極材料對滿足這種需求提出了可能的解決方案。同時，航空航天、船舶艦艇等領(lǐng)域也對鋰離子電池提出了更高能量密度和功率密度的要求，而納米硅碳材料也是現(xiàn)階段最具有開發(fā)潛力的鋰離子電池負極材料，其應(yīng)用前景非常廣闊。

　　納米技術(shù)的作為新時代的領(lǐng)軍技術(shù)，將其應(yīng)用于鋰電池負極材料必然會給該行業(yè)帶來新一輪的技術(shù)突進。硅基材料作為鋰離子電池負極具有容量高、來源廣泛以及環(huán)境友好等優(yōu)勢，有望替代目前應(yīng)用廣泛的石墨負極成為下一代鋰離子電池的主要負極材料。