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，我國鋰離子電池產業發展迅速，在大規模的鋰離子電池產業投資的帶動下，鋰離子電池負極材料的需求不斷上升。納米硅碳復合負極材料受到了越來越高的重視，科學家稱之為“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可以達到360～365mA·h/g，因此相應鋰離子電池能量密度的提升空間已相當有限。硅負極相比石墨負極具有更高的質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用前景。

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

　　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、較小應變及促使SEI膜安穩成長的環境。根據上述長處,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。新能源汽車產業迎來了爆發性的增長，將帶動上游鋰離子電池及負極材料市場規模的大幅提升，而納米硅碳負極材料高能量密度的特點將頗具競爭優勢。

　　在規模儲能領域，納米硅碳負極材料也將擁有較大的應用前景。隨著我國工業化、信息化水平的持續提升，電力系統呈現發電裝機容量和電網輸配電容量不斷提高、現代電力系統的峰谷負荷差加大、可再生能源并網量增加、電力系統復雜程度提升、用戶端對電能質量要求提高等顯著特點。作為優良備用電源的儲能電站，正逐步成為構筑現代電力系統的關鍵技術之一。

　　鋰離子電池作為目前應用最廣泛的儲能電池，相比電動車領域，儲能電站領域對鋰離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階段最具有開發潛力的鋰離子電池負極材料，其應用前景非常廣闊。

　　納米技術的作為新時代的領軍技術，將其應用于鋰電池負極材料必然會給該行業帶來新一輪的技術突進。硅基材料作為鋰離子電池負極具有容量高、來源廣泛以及環境友好等優勢，有望替代目前應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。