硅碳硅氧做负极，听听专家怎么说

作者：小源

锂电池的负极材料对于电池的安全性能，能量密度及循环寿命等技术指标有重要的影响。目前，石墨负极材料凭借工艺成熟、成本较低和性能较好的优势占据90%的负极材料市场。然而，石墨材料虽有高电导率和稳定性的优势，但在能量密度方面的发展已接近其理论最大值（372mAh/g）。

随着新能源汽车对续航能力要求不断提高，电池负极材料也在向着高能量密度方向发展。硅具有4200mAh/g的理论克容量，且地球储量高，结合了碳材料高电导率、稳定性及硅材料高容量优的硅基材料有着巨大的发展潜力。

为了消除硅基材料在充放电中体积膨胀等问题，硅碳材料逐渐进入人们的视野。硅碳材料主要采用碳材料作为硅基材料的缓冲基体，常见的有硅碳负极和硅氧负极。

上周，为了让大家对硅基负极材料有更深刻全面的认识，DT新能源联合材视邀请中国科学院成都有机化学研究所谢正伟博士，为大家带来锂离子电池用硅基负极材料的发展现状及展望线上直播课程。

下面我们分享其中部分直播问题解答，想看原版视频内容的朋友们请点击文末阅读原文，或扫码问题后的海报，添加项目负责人，分享海报免费观看。

壹

干法电极可以用哪些设备？

答：关于Maxwell的干法电极目前得到的信息都是通过发表的专利里分析出的，专利里没有提到具体设备。从图里可以看出，他的挤压装置肯定是很独特的。就现在的锂电池工艺来说，除了前端的挤压设备，后端卷绕、模切等设备应该大同小异。

贰

国内哪些设备公司可以做干法电极的相关设备？

答：Maxwell公司是新提出的干法电极，这方面技术与标准都没有公布，国内目前有打算做，但是真正做出一样的设备还需要一定的时间。

叁

国内电池厂利用硅碳，硅氧，哪种多？最好分别什么水平？

答：国内整个硅碳硅氧还是一个细分市场，报告中也提到，硅碳的循环寿命还比较低，基本上都是500~600圈，达不到国标规定动力电池循环1000圈的标准，没办法用于电动汽车上的动力电池，所以一般都用于3C电池。

而硅氧则主要用于动力电池方面，目前贝特瑞、杉杉、特斯拉都是用硅氧负极，所以说目前两者还算是有一个细分市场的。

肆

硅碳和硅氧哪个更有前途？

答：两个材料都很有前途，目前硅氧比容量高，作为电池性能比较适中，但硅碳的循环寿命如果能达到1000圈后，加上首效强的优点，也会很有前景。

伍

硅碳负极批量生产要测其电子电导率来监控品质吗？

答：硅碳负极的检测这一块，在我的ppt里用的是交流阻抗这个数值来说明的，但这是限于条件，如果真的在产线上，要监控的品质就更多了。不仅仅是交流阻抗，粒径d50、电子电导率等都需要检测。

陆

做硅碳负极可以用太阳能光伏切割硅泥吗？

答：这一块其实很多团队都在研究，因为太阳能光伏切割的边角料作为硅碳负极的原材料来说成本的确很低，但这里面也有很多问题要考虑。比如硅泥在长期存放的过程中有被氧化的可能，这样就需要更多的加工工序进行纯化，工艺的成本就会增加，所以是否能真的使用硅泥做原料，还需要综合考虑成本才行。

柒

请问下目前硅碳的主要原料是什么？通过什么工艺到纳米级别的？

答：目前硅碳一般用纳米硅，需要在150nm以下。在产业化应用方面主要是通过砂磨机达到纳米级别的，一般是两部粉碎，粗磨后再细磨，到150nm以下后再进行下一步包覆过程。

捌

硅碳前驱体的首效较高的情况下，复合石墨后反而没有起到提高首效的作用，是为何？

答：首先石墨的比表面是很小的，单纯靠石墨来提高首效是不可能的。石墨的比容量只有350左右，但如果是硅碳前置体，纳米硅的话可以达到2000-3000，硅氧也有1500-1600，比容量也好，比表面也好，石墨对首效的贡献都不会很大。

材 视

材视（www.caishi.ac.cn）是一家致力于实现新材料与科技内容可视化的线上媒体平台，中国首家专注新材料科技人文主题的优质视频内容生产商。