钜大LARGE | 点击量：1489次 | 2018年05月25日
深圳斯诺胡文良——攻克硅基负极复合材料
在提升能量密度的强烈要求之下，硅碳负极在动力电池领域的研究应用正在加速。
当前，国内已有多家负极材料企业宣称已经成功研发出成熟的硅碳负极材料，并已实现批量生产和供货。但是硅碳负极材料的膨胀和循环寿命问题依然是阻碍其大规模应用的障碍。
5月21日，以“产业变迁竞合避险，企业分层求稳争先”为主题的第十一届高工锂电产业峰会在深圳四季酒店盛大举办。作为锂电行业的权威平台，本届峰会吸引到了材料、设备、电芯、BMS、PACK、整车等整个新能源汽车产业链超700位企业高层参与其中。
峰会上，深圳市斯诺实业发展有限公司(下称“深圳斯诺”)的研发主管胡文良发表了“提升能量密度无捷径，攻克硅基负极复合材料”的主题演讲。
胡文良指出，首先在氧化亚硅碳负极开发方面，氧化亚硅的理论容量可以达到石墨负极5倍以上，结构更稳定，具有更优异的性能。在失效机理方面，一氧化硅在脱嵌锂过程中部分材料失去活性，使部分材料能量不断衰竭，从而使电池发生失效。
符合Exic IIB T4 Gc防爆标准
充电温度：0~45℃
-放电温度：-40~+55℃
-40℃最大放电倍率：1C
-40℃ 0.5放电容量保持率≥70%
在制备的技术路线方面，将氧化亚硅原材料进行纳米化，进行碳包覆进行歧化再进行与石墨复合到电极制备。采用这种方式可以缩短锂离子的提高路径提升离子导电率，可以抑制膨胀，加强导电性。在内部生成分布良好的纳米金，从而避免发生局部的嵌锂进行复碎。
在氧化亚硅碳负极度应用方面，硅碳负极充放电过程中产生的巨大的体积效应导致电极材料从集流体上粉化脱落，难以形成稳定的SEI膜，内部导电网络被破坏使得电池的循环性能恶化。要实现硅碳负极在实际中的应用，除了对材料本身进行改进，还需要匹配新的电极体系来提升硅碳负极的综合性能。
对此，胡文良表示深圳斯诺将从导电剂、粘结剂、电解液添加剂和预嵌锂等四个路径推进硅碳负极的产业化。
具体来看，导电剂需要具有良好的导电性能的同时，还需要较大的长径比，在电极体系中形成三维导电网络，在循环过程中活性物质不会与导电剂发生脱离，保持电极高导电性。
粘结剂应具有较高的导电性和机械延展性，从而有效适应硅碳负极在循环过程中的大体积变化，以保持高的结构完整性，同时保持电极的高导电性。
FEC的分解产物具有更多的交联基团，可以提高SEI膜稳定性。硅烷添加剂(TMVS)可以和硅原子形成共价键，在电极表面生成硅烷网络保护电极不受酸腐蚀，提高材料的机械稳定性。
预嵌锂可以预先在电极表面形成一层SEI膜，提高电极首次库伦效率。当前关于预嵌锂研究的方法有：微乳液法金属锂包覆、将金属锂涂覆于铜箔或隔膜、稳定化金属锂粉(SLMP)预嵌锂剂、稳定化锂硅合金预嵌锂剂、可控预嵌锂。
凭借着在产品质量和技术等方面的竞争优势，深圳斯诺被上市公司国民技术(300077.sz)收购成为其控股子公司，这为其进一步发展提供资本力量的扶持。
