用于负极材料的纳米硅粉制备及产业化应用技术研发

165 编辑：中冶有色技术网来源：厦门大学

2024-07-17 17:00:41

成果简介：

(1)低成本制备D50≤35 nm、D90≤100 nm纳米硅颗粒技术;(2) 低成本制备比容量为500 mA.h/g的硅碳负极材料技术;(3)年产吨级纳米硅及硅碳负极生产线建设技术;(4) 发表高水平论文4篇、专利2件、培养技术人才及形成自主知识产权。

应用案例

合作企业宁夏东梦能源股份有限公司利用该技术，将电子束精炼制备高纯多晶硅过程产生的物理气相沉积纳米晶硅机械研磨，实现低成本制备硅纳米粉，实现年场50吨硅纳米粉的工业化生产技术。生产的硅纳米粉与碳材料复合，得到硅碳复合负极材料，目前已在中试生产阶段。

研发背景

当前以石墨和钴酸锂分别作为锂离子电池负极/正极材料无法满足电动汽车等长续航里程的要求，为了匹配新一代三元正极材料的需求，负极必然使用硅碳负极材料。因此，研究硅纳米颗粒制备、硅碳负极材料制备工艺以及电化学性能具有重要学术和市场意义。

作用原理

硅在室温具有高达3580 mAh/g的比容量，但是稳定性极差;碳材料比容量一般不超过500 mAh/g，但是稳定性极佳。碳材料包覆硅纳米颗粒，避免硅颗粒破碎脱落，得到兼具稳定性和高比容量的复合负极材料。

市场分析

当前硅碳负极仍然处在小试规模阶段，例如特斯拉汽车应用了硅碳负极材料，续航里程达到500 km以上。由于仍旧存在一些未被突破的关键技术问题，硅碳负极还无法大规模工业化生产应用。然而，不管是学术界还是产业界，大家的共识是没有其它哪种材料像硅碳负极材料如此接近大规模工业化应用，硅碳负极很有可能是未来锂离子电池必须使用的电极材料。因此，市场前景向好。

声明：

“用于负极材料的纳米硅粉制备及产业化应用技术研发” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。

我是此专利(论文)的发明人(作者)