宁德时代锂金属负极专利解读

文摘   2025-01-20 15:19   辽宁  

追求高能量密度是电池技术发展的重要驱动力,锂离子电池正是源于人们对高比能电池体系的不懈探索。自1991年Sony推出第一款商业化电池以来,锂离子电池的能量密度从约80Wh/kg提升至如今的300Wh/kg,增长近4倍。据公开报道,部分前沿锂电池的能量密度已突破350Wh/kg 。当前,低空飞行器等领域的发展,对电池能量密度提出了更高要求。 电池能量密度主要取决于正负极材料。在正极材料中,富锂锰基被视作下一代高能量密度电池最具潜力的选择,目前已处于商业化应用的初期阶段。而在下一代高能量密度电池的负极材料方面,主要包括硅基和锂金属材料这两大类。其中,锂金属理论克容量高达3800mAh/g,相较于硅基材料更具竞争力,不过其商业化进程较为缓慢,目前仍处于研究阶段。 针对锂金属负极,首要难题是解决锂枝晶形成带来的不利影响。在充电过程中,锂不断在金属锂表面沉积,由于沉积速率不均,会形成凸起,进而致使SEM膜持续破裂,最终生长为锂枝晶。一方面,锂枝晶若持续生长,可能会刺破隔膜,引发电池内部短路,带来严重的安全隐患;另一方面,在对金属锂负极材料进行脱锂时,会出现锂孤岛,导致极片粉化。随着循环次数增加,金属锂体相会出现大量孔洞,最终致使整个电极失效。因此,解决锂枝晶问题,成为产业界推动锂金属二次电池发展的重要研究方向。

  注:高能量密度锂离子电池正负极材料

最近宁德时代公开了一项新的专利CN119069645A试图通过一种新的工艺来抑制锂金属充电过程中枝晶的形成。根据专利具体实施案例描述的策略,主要通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)在金属锂层上沉积氧化硅界面层来提升锂金属可循环性。

选取厚度为20微米的锂金属,置于PEVCD设备中在Ar气气氛中,通入SiH4、N2O气体,通过控制SiH4与N2O的比例在锂金属层上进行沉积SiOx,开始N2O与SiH4的气流量比例为1:2,沉积时间为2.5min,沉积的SiOx厚度为50nm,然后通过多个步骤将 N2O与SiH4 的比例从 1 : 2 逐步提高到 20 : 1,以形成氧化硅层(SiOx,x ≈ 1,厚度:≈25 纳米)。

通过这种方法在锂金属层上形成不同氧浓度梯度的SiOx,靠近金属层界面的氧含量较低,而远离金属层界氧浓度梯度较高。通过全电池以及半电池对材料的电化学性能进行测试,半电池测试显示,通过这种方法材料负极的克容量可保持在3800mAh/g,带有硅基界面层的全电池(基于NMC的正极材料)在经过500个循环后(1 C充电/放电)容量保持率高达98% ,相比之下而没有硅基界面层的参比电池的容量保持率仅为70% 。

 

点评本专利展示了一种方法,通过在锂金属表面沉积硅氧化物基保护层改善锂金属电极的循环性能,从理论上硅界面层相比于金属层具有更高的负极电位,能够有效抑制枝晶的形成生长,具有一定商业化价值

2025年第二届CVD硅基负极材料技术研讨会

首批嘉宾阵容(排名不分先后)报告持续增加中……

萧文德  教授

上海交通大学

报告题目:硅烷及碳化硅工艺发展前沿

岳之浩  教授/董事长

江西硅瀛新能源科技有限公司 董事长/南昌大学教授

报告拟定中……


陈永  教授

佛山大学

报告题目:多孔炭材料结构测试及表征

宋江选  教授

西安交通大学 教授

题目 从液态到固态:新一代硅碳负极材料/粘结剂协同设计

郑洪河  教授

苏州大学

报告拟定中……

胡亮  董事长

赣州立探新能源科技有限公司

报告拟定中……

刘晓旭  教授

陕西科技大学

报告题目:多孔碳关键合成装备与技术

时志强  教授

天津工业大学
报告拟定中……

杨金杯 技术总监

江苏浦士达环保科技股份有限公司

报告拟定中……

韩晶  总经理

苏州纽姆特纳米科技有限公司

报告拟定中……

王旭升 博士

石家庄尚太科技股份有限公司

报告题目:新型硅碳负极多孔炭基底的设计与思考

丁俊 副总经理

四川物科金硅新材料科技有限责任公司

报告题目:硅基负极材料技术与进展

胡亮  董事长

赣州立探新能源科技有限公司

报告拟定中……

韩凯  首席科学家/教授

胜华新材料科技(眉山)有限公司 首席科学家/中南大学教授
报告题目:气相沉积硅碳稳定性与动力学性能提升研究

贺霄飞 副总经理

洛阳联创锂能科技有限公司
报告题目:硅碳负极用碳基材的研究开发 
 

杨晓园  博士

河南大潮炭能科技有限公司

报告拟定中……

杜洪彦 总经理

烟台中圭新材料科技有限公司

报告拟定中……

何志飞  总经理

深圳沃飞科技有限公司

报告拟定中……

多孔碳技术专家

济南圣泉集团股份有限公司

报告拟定中……

柯书龙 研发主任

宜昌南玻硅材料有限公司

报告题目:硅烷的成本构成

END

1.多孔碳材料精英计划。      

培训重点围绕涵多孔碳的物性表征、原材料选型、生产设备与工艺领域。培训仅对2025年第二届CVD硅基负极材料技术研讨会正式代表开放,正式代表免费参加。

2.2月28 日下午参观多孔碳企业浦士达以及流化床公司纽姆特。

扫码注册参加



主办单位:
江苏浦士达环保科技股份有限公司
苏州纽姆特纳米科技有限公司
材能时代


晚宴联合冠名单位:
江苏浦士达环保科技股份有限公司

苏州纽姆特纳米科技有限公司

协办单位:

南昌大学

理化联科(北京)仪器科技有限公司

深圳沃飞科技有限公司

江西硅瀛新能源科技有限公司

东莞市志远高热机械科技有限公司

山东圣泉新能源科技有限公司

株洲众亿科技有限公司

河南省大潮炭能科技有限公司

征集中……

承办单位:北京材能时代数字科技有限公司


参展单位:

理化联科(北京)仪器科技有限公司

深圳沃飞科技有限公司

江苏浦士达环保科技股份有限公司

苏州纽姆特纳米科技有限公司

潍坊追日磁电科技有限公司

南京雄凯过滤设备有限公司

株洲众亿科技有限公司

江苏开创环保科技有限公司

苏州粉泰克粉体工程技术有限公司

咸阳科源新材装备有限公司

河南省大潮炭能科技有限公司

北海星石碳材料科技有限责任公司

山东贝亿特科技有限公司

潍坊精华粉体科技股份有限公司

福建龙亿粉体装备制造有限公司

广州森波化工科技有限公司

沃迈(上海)机电有限公司

上海韵申新能源科技有限公司

东莞市志远高热机械科技有限公司

研创测控技术(福州)有限公司

浙江阿佩克斯能源科技有限公司

石家庄波特无机膜分离设备有限公司

东莞市科路得新能源科技有限公司

合肥恒力装备有限公司

山东圣泉新能源科技有限公司

元力新能源碳材料(南平)有限公司

丹东百特仪器有限公司

贝士德仪器科技(北京)有限公司

上海儒佳机电科技有限公司

佛山市赛普飞特科技有限公司

陕西煤业化工技术研究院有限责任公司华州分公司

林德气体

江苏碳际新能源有限公司

烟台中圭新材料科技有限公司

......


会议安排:

会议地点:张家港万豪酒店

2



会议

议题



●多孔碳碳源选择及孔隙结构的调控

●沉积工艺及沉积设备的选择

●硅烷的安全使用及利用率提升

●成本的降低及规模化生产

●硅负极成品的表征测试

●硅负极应用进展

3



会议

形式




主要通过主题发言、现场讨论的形式,也欢迎材料企业、设备企业安排小型展览。会议期间 还将组织演讲嘉宾或行业资深专家们与参会代表互动进行自由讨论。为了共同办好这次会议, 热烈欢迎各企业、科研院所赞助本次会议,并借此机会提高知名度。

4



会议

注册费




(学生代表需凭有效学生证件,本科生、硕士生和博士生均可)

账户信息: 

账户名称:北京材能时代数字科技有限公司 

开户行:中国工商银行股份有限公司北京荣华中路支行 

账 号:0200300109100107040 

汇款用途:会议费或技术服务费 

开票注意事项: 如果需要增值税专用发票,请提供单位名称、税号、地址、电话、开户行、账号。 

接受邮箱:caineng9959@163.com 

5



住宿

安排



务组在会议酒店协商了房间,会议代表需自行与酒店联系住房预订事宜,费用自理。 

张家港万豪酒店(张家港市杨舍镇人民东路20号万达广场F1)

住宿标准:单间/标间

协议价:480 元/间(含早)  

6



已报名

企业



江苏米格新材料股份有限公司
江西硅瀛新能源科技有限公司
宝武碳业
中国科学院过程工程研究所
北京钠奇新能源科技有限责任公司
山东京阳科技股份有限公司
浙江卡波恩新材料有限公司
湖北小可艾科技公司
常州中碳新材料科技有限公司
新疆卓阳科技有限公司
青岛伟杰石墨有限公司
中科院上海微系统所
山东东润新材料有限公司
江苏智泰新能源科技有限公司
季延新材料(上海)有限公司
江西硅瀛
江苏碳际新能源有限公司
聊城吉瑞新能源材料有限公司
山西富佶富
上海韵申新能源科技有限公司
洛阳月星 
河南师大
武汉北湖胜达制铁有限公司
南京动量材料科技有限公司
宿州天尚安能碳材料科技有限公司
山西国润储能科技有限公司
青岛天地新碳材料有限公司
上海亿钶气体
浙江领硅科技有限公司
四川大学
内蒙古宏丰新材料有限公司
安徽紫宸科技有限公司
东北大学秦皇岛分校
大成(长兴)碳基科技有限公司
上海渊擘纳米科技发展有限公司
洛阳联创
潍坊精华粉体科技股份有限公司
上海科技有限公司
南昌大学
湖南钠能时代科技发展有限公司
北京化工大学
山东方诺新材料科技有限公司
赣州市瑞富特科技有限公司
深圳市比亚迪锂电池有限公司
苏州铭隆新材料
浙江嘉兴星汉纳米科技有限公司
南方科技大学嘉兴研究院
泰苓科技
洛阳月星能源
苏州铭隆新材料有限公司
宣城矽立科新材料有限公司
石大胜华
陕西江帆圭智新材料有限公司
新疆清之源环保科技有限公司
江苏正力新能电池技术有限公司
宜昌南坡硅材料有限公司
西安蓝深新材料科技股份有限公司
潍坊吉骏新材料有限公司
聊城吉瑞新能源材料有限公司
德图堡(长兴)生物科技有限公司
正帆科技(湖州)有限公司
河北赛盛新材料科技有限公司
湖南中科星城石墨有限公司
德图堡(长兴)生物科技有限公司
深圳沃飞科技有限公司
北方民族大学
玉林师范学院
常州中碳新材料科技有限公司
广州森波化工科技有限公司
成都爱敏特新能源技术有限公司
杭州和利时自动化有限公司
大成(长兴)碳基科技有限公司
北方民族大学
安徽亚格盛电子新材料股份有限公司
宝晟(苏州)能源科技有限公司
聊城吉瑞新能源材料有限公司
江苏天创新材料科技有限公司
北京钠奇新能源科技有限责任公司
北海星石碳材料科技有限责任公司
碳一新能源集团有限公司
理化联科(北京)仪器科技有限公司
江苏浦士达环保科技股份有限公司
苏州纽姆特纳米科技有限公司
潍坊追日磁电科技有限公司
南京雄凯过滤设备有限公司
株洲众亿科技有限公司
河南省大潮炭能科技有限公司
石家庄波特无机膜分离设备有限公司
广州森波化工科技有限公司
沃迈(上海)机电有限公司
上海韵申新能源科技有限公司

山东贝亿特科技有限公司

重庆弗迪研究院有限公司

中国石化新能源研究所

堀场(中国)贸易有限公司

四川大学

广东凯金新能源科技股份有限公司

新加坡SVEE公司

容创未来(天津)新能源有限公司

苏州反应链新材料科技有限公司

柔电(武汉)科技有限公司

河北坤天新能源股份有限公司

洛阳新能源科技发展集团有限公司

广东钠壹新能源科技有限公司

上海亿鼎技术(集团)有限公司

昌邑森汇新材料有限公司

安徽鑫祺泰活性炭有限公司

杭州和利时自动化有限公司

深圳市明盛新能源科技有限公司

广东迪纳新材料科技有限公司

四川积力新能源科技有限公司

常州硅源新能材料有限公司

安徽清致科技发展有限公司

杭州捷瑞智能装备股份有限公司

黄河三角洲京博化工研究院有限公司

江苏载驰科技

兰溪致德新能源材料有限公司

上海儒特机电设备有限公司

特变电工能源动力分公司

中北大学

连科半导体有限公司

远石资本

湖南大学

安徽儒特智能装备股份有限公司

江西师范大学

上海正帆科技股份有限公司

晖阳(贵州)新能源材料有限公司

重庆中润新材料股份有限公司

天津众智科技有限公司

江苏碳际新能源有限公司

西安蓝深新材料科技股份有限公司

国科炭美新材料(湖州)有限公司

广东烯谷碳源新材料有限公司

上海市翔丰华科技股份有限公司

广西民族师范学院

台湾立凯电能科技股份有限公司

上海森永工程设备股份有限公司

湖南烁科热工智能装备有限公司

沧州康美特科技有限公司

上海正帆科技股份有限公司

厦门理工学院

丹东百特仪器有限公司

武汉工程大学

上海亿威胜半导体材料有限公司

麻省固能(上海)新能源科技有限公司

厦门韫茂科技有限公司

中国科学院过程工程研究所

中国科学院上海光学精密机械研究所

浙江嘉兴星汉纳米科技有限公司

安徽清致科技发展有限公司

郭氏集团四川津大坩埚耐材有限公司

深圳索理德新材料有限公司

常州烯源谷新材料科技有限公司

定远东昌碳基材料有限公司

福建省鑫森炭业股份有限公司

中北大学
台灣立凱
聊城吉瑞新能源材料有限公司
株洲众亿科技有限公司
宁波富伦科技有限公司

同济大学

远石资本

湖南红太阳光电科技有限公司

江苏华盛联赢新能源材料有限公司
上海杉杉新材料

湖南阿斯米科技有限公司

7



联系

方式




参会、参展、宣传及赞助事宜

联 系 人:刘冬华

联系电话:13397963000(微信同号)

邮箱:caineng3000@163.com

联 系 人:赵丽

联系电话:13309819959(微信同号)

邮箱:caineng9959@163.com

往届会议现场


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