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項目團隊設計制備出一種高比容量的自體積適應性硅/碳負極材料，為開發(fā)高比能量鋰離子電池、進一步提高電動汽車行駛里程奠定了基礎。

隨著新能源汽車在實際應用中對續(xù)航里程要求的不斷提高，動力電池相關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極已經(jīng)無法滿足現(xiàn)有需求，高能量密度負極材料成為企業(yè)追逐的新熱點。硅基材料負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極的最優(yōu)先選擇，是最具潛力的下一代鋰離子電池負極材料之一。

開發(fā)高容量負極是研制400Wh/kg鋰離子電池的重要前提，硅基負極具有10倍于現(xiàn)有石墨負極的理論比容量，是當前負極材料開發(fā)的重點。但硅基負極在循環(huán)過程中涉及巨大的體積膨脹，導致其循環(huán)穩(wěn)定差、循環(huán)庫侖效率低，嚴重制約了高容量硅基負極的實際應用。

北京大學項目團隊通過原位包覆、刻蝕等途徑，制備出一種蛋黃結(jié)構Si/C復合材料。由于在活性納米Si核與碳殼之間預留了緩沖空間，復合材料在充放電過程中表現(xiàn)出自體積適應性和良好的結(jié)構、界面穩(wěn)定性。該材料比容量達到1300mAh/g，3C、500周和5C、1000周后的容量保持率高達90%和80%。這一工作為開發(fā)能量密度達到400Wh/kg的鋰離子電池奠定了基礎。但硅碳材料產(chǎn)業(yè)化是一個綜合的過程，一方面要求負極材料企業(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，負極材料企業(yè)產(chǎn)業(yè)化步伐實施的加快，硅碳負極材料的春天就要來了。