鋰離子電池納米硅碳負(fù)極材料有望替代石墨烯

來(lái)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(fù)極材料有望替代石墨烯。近年來(lái)，我國(guó)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(dòng)下，鋰離子電池負(fù)極材料的需求不斷上升。納米硅碳復(fù)合負(fù)極材料受到了越來(lái)越高的重視，科學(xué)家稱之為“鋰電負(fù)極材料的新大陸”。

　　鋰離子電池納米硅碳負(fù)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(fù)極材料，石墨的理論比容量為372mA·h/g，而市場(chǎng)上的高端石墨材料已經(jīng)可以達(dá)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(fù)極相比石墨負(fù)極具有更高的質(zhì)量能量密度和體積能量密度，采用硅負(fù)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(shí)每千瓦時(shí)電池的成本可以下降至少3%，因此硅負(fù)極材料將具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

　　硅碳復(fù)合負(fù)極材料中硅作為活性物質(zhì)提供儲(chǔ)鋰容量；碳作為分散基體緩沖硅顆粒嵌脫鋰時(shí)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(fù)極資料,具有高儲(chǔ)鋰容量、杰出電子通道、較小應(yīng)變及促使SEI膜安穩(wěn)成長(zhǎng)的環(huán)境。根據(jù)上述長(zhǎng)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(fù)極資料。新能源汽車產(chǎn)業(yè)迎來(lái)了爆發(fā)性的增長(zhǎng)，將帶動(dòng)上游鋰離子電池及負(fù)極材料市場(chǎng)規(guī)模的大幅提升，而納米硅碳負(fù)極材料高能量密度的特點(diǎn)將頗具競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

　　在規(guī)模儲(chǔ)能領(lǐng)域，納米硅碳負(fù)極材料也將擁有較大的應(yīng)用前景。隨著我國(guó)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(jī)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(fù)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(duì)電能質(zhì)量要求提高等顯著特點(diǎn)。作為優(yōu)良備用電源的儲(chǔ)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(chǔ)能電池，相比電動(dòng)車領(lǐng)域，儲(chǔ)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(fù)極材料對(duì)滿足這種需求提出了可能的解決方案。同時(shí)，航空航天、船舶艦艇等領(lǐng)域也對(duì)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(kāi)發(fā)潛力的鋰離子電池負(fù)極材料，其應(yīng)用前景非常廣闊。

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