新闻资讯
锂离子电池硅碳负极产业化难点浅析
发布时间:2021-07-16 17:38
  |  
阅读量:
字号:
A+ A- A
本文摘要:近日由国家工信部等三部委牵头实施的《汽车产业中长期发展规划》中拒绝,到2020年动力电池单体比能量超过300瓦时/公斤以上,力争构建350瓦时/公斤。此前实施的一系列涉及政策,也将动力电池单体比能量约“300瓦时/公斤”原作为动力电池技术首先应当达成协议的一个“小目标”。 对于目前国内动力电池单体比能量广泛在220瓦时/公斤左右的现状,在未来严重不足4年的时间内,将单体比能量再行提高近4成,无论对于研究机构还是产业界,都是一个极大的挑战。

华体会官网

近日由国家工信部等三部委牵头实施的《汽车产业中长期发展规划》中拒绝,到2020年动力电池单体比能量超过300瓦时/公斤以上,力争构建350瓦时/公斤。此前实施的一系列涉及政策,也将动力电池单体比能量约“300瓦时/公斤”原作为动力电池技术首先应当达成协议的一个“小目标”。

对于目前国内动力电池单体比能量广泛在220瓦时/公斤左右的现状,在未来严重不足4年的时间内,将单体比能量再行提高近4成,无论对于研究机构还是产业界,都是一个极大的挑战。在负极材料方面,业界争相将目标放到了低镍材料上,而负极材料方面,业界普遍认为硅碳负极不足以“担此大任”。

国外部分企业早已构建了硅碳负极材料的量产。比如松下2013年量产的NCR18650C型号电池,即使用硅碳负极材料;日本GS汤浅发售的硅基负极材料锂电池,已应用于三菱汽车上;日立麦克赛尔将硅碳负极材料用作智能手机、可穿着设备等小型锂离子电池上;尤其是特斯拉将硅碳负极顺利应用于将要量产的Model3上,构建超强300瓦时/公斤的比能量,更加让业界看见了硅碳负极在提升动力电池比能量方面的期望。然而,国内企业在硅碳负极产业化方面动作较快。

除贝特瑞的硅碳填充负极材料有数国外批量订单外,CATL、比亚迪、国轩高科、力神、比克、杉杉股份、星城石墨等企业硅碳负极的产业化应用于都在前进中。为何国外企业尤其是日企在硅碳负极产业化方面,回头的比国内企业要近得多?这还要从硅碳负极的特性想起。

石墨的理论比容量是372mAh/g,而硅负极的理论比容量高达4200mAh/g。石墨作为成熟期的负极材料,其能量密度早已基本被充分发挥,要想要在能量密度上有所提高,与硅融合是一种较好的方式。

华体会

但在确实的用于过程中,硅碳负极不存在很多先天的“严重不足”。主要是体积收缩问题。

华体会官网

在充放电过程中,硅的体积不会收缩100%-300%,大大的膨胀收缩不会导致硅碳负极材料的粉末化,严重影响电池寿命;其次,硅的大大收缩,在电池内部产生相当大的形变,这种形变对极片导致断裂,循环多次后有可能经常出现极片脱落的情况;再度,也是由于电池内部形变的原因,很有可能导致电池内部孔隙率的减少,增加锂离子移动地下通道,导致锂金属的两县,影响电池安全性。此外,硅为半导体,导电性比石墨劣很多,造成锂离子脱嵌过程中不可逆程度大,从而减少其首次库伦效率。

正因如此,硅碳负极在研发和应用于方面的面对着较高的技术壁垒。


本文关键词:华体会体育,锂离子,电池,硅碳,负极,产业化,难点,浅析

本文来源:华体会-www.chinajnfurnace.com