硅碳负极多孔炭产业化研究报告

科技   2024-10-31 14:30   辽宁  

2024硅负极用多孔碳材料技术研讨会在广东深圳顺利召开并圆满闭幕。

本次会议由材能时代主办,由苏州兴业材料科技股份公司晚宴冠名,由南方科技大学、苏州纽姆特纳米科技有限公司、深圳沃飞科技有限公司、东莞市志远高热机械科技有限公司、咸阳科源新材装备有限公司、理化联科(北京)仪器科技有限公司、四川贝亿特科技有限公司协办,本次共得到了33+参展单位的支持,来自300+单位、500+杰出代表参加了会议,会议现场人气高涨。会议诚挚邀请多孔碳材料产业链相关的专家学者、工程技术人员等共聚一堂,充分交流、 集思广益、相互切磋。

13日下午:

硅碳负极多孔炭产业化研究报告

江苏浦士达环保科技股份有限公司 杨金杯 技术总监

研究背景-发展历程

  • 1912年,G.N.Lewis 开始对锂电池的研究

  • 1958年,Harris发现新突破:金属锂在非水电解液中稳定性好

  • 20世纪80年代首次提出锂离子电池概念

  • 1991年索尼公司成功推出二次电池产品

  • 硅基负极的发展历程始于1996年,日本松下2012年推出含硅电池,2013-2014年硅炭负极、硅氧负极率先实现产业化。

研究背景-负极材料

◎ 目前石墨类炭和硅基材料在商业锂电池负极材料中广泛应用。

◎ 近年来,石墨负极产能逐年增加,企业竞争激烈;优质原材料短缺;实际容量接近360mAh/g,综合性能提升困难;石墨化生产技术进步,降低成本压力增加。

◎ 硅基负极材料理论容量高、电化学嵌锂电位适宜、硅元素自然界储量丰富(地壳26.4%)、安全性能好、是最可能大规模应用的新型负极材料。

◎ 硅基材料破碎分化及电极损坏、SEI膜不断破碎和产生、首次ICE较低,导电性差等特点衍生众多改进方法。

◎ 产品快速迭代,技术优化基本确定主流技术路线为硅碳复合材料

研究背景-应用市场

2023 年主流车企启动量产固态电池车型。蔚来ES6、ET7、东风 E70、岚图追风、赛力斯 SERES5 等车型已搭载半固态电池,上汽、广汽、长安等车企也计划将于2024-2026 年上市搭载半固态电池车型。丰田、本田、大众、宝马等日本、欧洲车企也计划将于 2026-2030 年启动搭载固态电池车型量产上市。

研究现状 - 硅炭

主要工艺路线:

碳包覆纳米硅复合负极材料

碳包覆微米氧化亚硅复合负极材料

多孔炭CVD纳米硅复合负极材料

主要概括为:包覆结构 嵌入结构

新一代硅炭将硅烷气体沉积进入多孔碳骨架结构,具有更大的性能优势和成本优势,比容量接近2000mAh/g,首效92%以上;不需要预锂工艺。

研究现状 - 硅炭生产

选型指标:比表面积、孔容、孔径、微孔/介孔率、粒径、形貌、碳骨架强度、电导率、杂质含量等等

研究现状 - 硅炭前驱体多孔炭

不同原料、炭化程度、活化方式方式制备的多孔炭,孔隙结构不同。

研究现状 - 硅炭前驱体多孔炭

原料类型

硅炭前驱体(椰壳):微孔占比高 原料成本低 压实密度

硅炭前驱体(树脂):原料均匀性强 杂质含量低 表面微米级缺陷孔少 压实高

孔结构调节  孔径调控技术   掺杂/负载

公司概况

电池社
聚焦于新能源汽车,储能,电池,光伏,新材料技术等,全新视角探索未来发展方向。
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