在提升能量密度的強烈要求之下，硅碳負極在動力電池領域的研究應用正在加速。

　　當前，國內(nèi)已有多家負極材料企業(yè)宣稱已經(jīng)成功研發(fā)出成熟的硅碳負極材料，并已實現(xiàn)批量生產(chǎn)和供貨。但是硅碳負極材料的膨脹和循環(huán)壽命問題依然是阻礙其大規(guī)模應用的障礙。

　　5月21日，以“產(chǎn)業(yè)變遷競合避險，企業(yè)分層求穩(wěn)爭先”為主題的第十一屆高工鋰電產(chǎn)業(yè)峰會在深圳四季酒店盛大舉辦。作為鋰電行業(yè)的權威平臺，本屆峰會吸引到了材料、設備、電芯、BMS、PACK、整車等整個新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈超700位企業(yè)高層參與其中。

　　峰會上，深圳市斯諾實業(yè)發(fā)展有限公司(下稱“深圳斯諾”)的研發(fā)主管胡文良發(fā)表了“提升能量密度無捷徑，攻克硅基負極復合材料”的主題演講。

　　胡文良指出，首先在氧化亞硅碳負極開發(fā)方面，氧化亞硅的理論容量可以達到石墨負極5倍以上，結(jié)構更穩(wěn)定，具有更優(yōu)異的性能。在失效機理方面，一氧化硅在脫嵌鋰過程中部分材料失去活性，使部分材料能量不斷衰竭，從而使電池發(fā)生失效。

　　在制備的技術路線方面，將氧化亞硅原材料進行納米化，進行碳包覆進行歧化再進行與石墨復合到電極制備。采用這種方式可以縮短鋰離子的提高路徑提升離子導電率，可以抑制膨脹，加強導電性。在內(nèi)部生成分布良好的納米金，從而避免發(fā)生局部的嵌鋰進行復碎。

　　在氧化亞硅碳負極度應用方面，硅碳負極充放電過程中產(chǎn)生的巨大的體積效應導致電極材料從集流體上粉化脫落，難以形成穩(wěn)定的SEI膜，內(nèi)部導電網(wǎng)絡被破壞使得電池的循環(huán)性能惡化。要實現(xiàn)硅碳負極在實際中的應用，除了對材料本身進行改進，還需要匹配新的電極體系來提升硅碳負極的綜合性能。

　　對此，胡文良表示深圳斯諾將從導電劑、粘結(jié)劑、電解液添加劑和預嵌鋰等四個路徑推進硅碳負極的產(chǎn)業(yè)化。

　　具體來看，導電劑需要具有良好的導電性能的同時，還需要較大的長徑比，在電極體系中形成三維導電網(wǎng)絡，在循環(huán)過程中活性物質(zhì)不會與導電劑發(fā)生脫離，保持電極高導電性。

　　粘結(jié)劑應具有較高的導電性和機械延展性，從而有效適應硅碳負極在循環(huán)過程中的大體積變化，以保持高的結(jié)構完整性，同時保持電極的高導電性。

　　FEC的分解產(chǎn)物具有更多的交聯(lián)基團，可以提高SEI膜穩(wěn)定性。硅烷添加劑(TMVS)可以和硅原子形成共價鍵，在電極表面生成硅烷網(wǎng)絡保護電極不受酸腐蝕，提高材料的機械穩(wěn)定性。

　　預嵌鋰可以預先在電極表面形成一層SEI膜，提高電極首次庫倫效率。當前關于預嵌鋰研究的方法有：微乳液法金屬鋰包覆、將金屬鋰涂覆于銅箔或隔膜、穩(wěn)定化金屬鋰粉(SLMP)預嵌鋰劑、穩(wěn)定化鋰硅合金預嵌鋰劑、可控預嵌鋰。

　　憑借著在產(chǎn)品質(zhì)量和技術等方面的競爭優(yōu)勢，深圳斯諾被上市公司國民技術(300077.sz)收購成為其控股子公司，這為其進一步發(fā)展提供資本力量的扶持。