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负极材料2025年04月23日 来源:
中国石化报 作者:
负极材料影响电池的能量密度、充放电效率、循环寿命与安全性能,占锂电池总成本的5%~15%。目前,商业化锂电池负极材料主要有石墨负极(含人造石墨、天然石墨)和硅基负极材料(如氧化亚硅复合材料、纳米硅碳复合材料)。 其中,人造石墨负极材料以石油焦、针状焦等为原料,经粉碎、造粒、分级和高温石墨化制成。比容量在310~360毫安时/克,电位平台低、循环性能佳、生产工艺成熟,利于大规模生产与安全使用。 天然石墨负极材料由天然鳞片晶质石墨经粉碎等处理制备,比容量达340~370毫安时/克,接近理论值,成本低;与电解液相容性差,循环稳定性相对较差,常通过表面改性、与人造石墨复配等提升性能。 氧化亚硅复合材料比容量达1300~1700毫安时/克,膨胀低、循环稳定性好。不过首效通常低于80%,预锂化等虽能提升首效,却带来成本高、表面残碱等问题,限制其推广。 产品名片 硅碳负极材料 上海院通过自主开发的纳膜包覆工艺为纳米硅材料提供了均匀的表面包覆结构,赋予产品“高首效,低膨胀”的特点。通过液相混合工艺将纳米硅及碳材料进行二次包覆,可获得多种型号的“高首效、长循环”硅碳负极材料。 研产进展 上海院:成功推出硅碳负极材料配套电芯 2024年,全球负极材料出货量220.6万吨,其中,我国出货量达211.5万吨,占95.9%。硅基等新型负极材料虽然仅占当前市场份额3.3%,但随着新能源行业对电池性能要求提高,其高比容量优势凸显,份额有望逐步提升。 上海院致力于优化、丰富硅碳负极材料产品,积极开发配套电芯,依托自主研发的高性能硅碳负极工艺,搭建吨级中试装置,顺利完成两大类型四种牌号硅碳负极的开发和中试,实现产品定型。产品采用自研自产的纳米硅为原料,大幅削减了生产成本。在此基础上,上海院成功推出比能量高达264瓦时/千克的18650硅碳负极材料配套电芯,各项指标均处于行业领先水准。未来,上海院将携手下游厂商加速硅碳负极材料商业化,推动锂电池产业升级。
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