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普兰高容量硅碳负极材料

2017-12-06 10:07:06 浙江东佳新材料科技有限公司 阅读

电极材料是决定锂离子电池性能的关键。就负极材料而言,目前使用最广泛的是石墨,但其具有容量低和安全性能差等问题,已经越来越难以满足终端的需求。因此,开发容量高、安全性能好的负极材料是锂电产业进一步发展的必然趋势。

为了促进锂离子电池负极材料的发展,天津普兰能源科技有限公司(天津普兰纳米科技有限公司的全资子公司)结合自身在纳米材料和石墨烯领域的专长,在前期相关技术和大量研究的基础上,继石墨烯包覆的长寿命、快充快放钛酸锂负极材料量产之后,近期又成功推出了另一款市场亟需的高容量硅基负极材料—第一代高容量硅碳负极-SiG400。该材料具有比容量高、稳定性好、压实密度大等优点,应用于锂离子电池可显著地提升其能量密度和安全性能。例如,硅碳负极电池可使智能手机待机时间延长30%以上。下面为SiG400的两张典型测试图。

众所周知,硅基材料具有相对于石墨十倍以上的比容量,但其在充放电过程中体积变化大,且持续与电解液发生界面反应,从而导致锂离子电池寿命缩短,阻碍了硅基材料的大规模应用!虽然各大材料厂家和电池厂家都将硅基负极材料列为研究重点之一,但多年来鲜有成功的商用化应用。

SiG400优异的性能源于普兰公司具有自主知识产权的硅纳米和石墨烯包覆等技术。硅纳米技术的应用,可减缓充放电过程中的体积变化并缩短锂离子传输距离;而石墨烯包覆则充分发挥了石墨烯导电导热性能好、机械性能优异、电化学性能稳定等特点。上述尖端技术的综合应用,极大地提升了硅基材料的性能:

1)改善了材料的锂离子扩散性能和电子导电性,大大提高了功率特性;

2)隔绝了硅与电解液的直接接触,抑制副反应造成的电解液分解和材料侵蚀,提高了首次效率,延缓了使用过程中的寿命衰减;

3)大大减缓了充放电过程中硅的体积变化,维持材料结构的整体稳定性,极大地提升了循环特性。

以SiG400为负极的锂离子电池,除了具有能量密度高、安全性能好等优点之外,在功率性能、循环寿命和温度适应性等方面也有非常优异的表现!普兰目前已具备了批量生产该材料的能力,可快速实现规模化生产,并且已与国内知名锂电厂家签订了战略合作协议,共同开发新一代高能量密度锂离子电池,从而改变消费类电子、新能源汽车及储能等领域电池能量密度受限的局面,推动行业的快速健康发展。