锂离子电池纳米硅碳负极材料有望替代石墨烯

来源：维多利亚3308  日期：2019-10-09 13:20  浏览量：次

　　锂离子电池纳米硅碳负极材料有望替代石墨烯。近年来，我国锂离子电池产业发展迅速，在大规模的锂离子电池产业投资的带动下，锂离子电池负极材料的需求不断上升。纳米硅碳复合负极材料受到了越来越高的重视，科学家称之为“锂电负极材料的新大陆”。

　　锂离子电池纳米硅碳负极材料有望替代石墨烯

　　目前，商业化的锂离子电池主要是以石墨为负极材料，石墨的理论比容量为372mA·h/g，而市场上的高端石墨材料已经可以达到360～365mA·h/g，因此相应锂离子电池能量密度的提升空间已相当有限。硅负极相比石墨负极具有更高的质量能量密度和体积能量密度，采用硅负极材料的锂离子电池的质量能量密度可以提升8%以上，体积能量密度可以提升10%以上，同时每千瓦时电池的成本可以下降至少3%，因此硅负极材料将具有非常广阔的应用前景。

　　硅碳复合负极材料中硅作为活性物质提供储锂容量；碳作为分散基体缓冲硅颗粒嵌脱锂时的体积变化，保持电极结构的完整性，并维持电极内部电接触。

　　纳米硅碳作为锂离子电池负极资料,具有高储锂容量、杰出电子通道、较小应变及促使SEI膜安稳成长的环境。根据上述长处,该资料有望替代石墨成为下一代高能量密度锂离子电池负极资料。新能源汽车产业迎来了爆发性的增长，将带动上游锂离子电池及负极材料市场规模的大幅提升，而纳米硅碳负极材料高能量密度的特点将颇具竞争优势。

　　在规模储能领域，纳米硅碳负极材料也将拥有较大的应用前景。随着我国工业化、信息化水平的持续提升，电力系统呈现发电装机容量和电网输配电容量不断提高、现代电力系统的峰谷负荷差加大、可再生能源并网量增加、电力系统复杂程度提升、用户端对电能质量要求提高等显著特点。作为优良备用电源的储能电站，正逐步成为构筑现代电力系统的关键技术之一。

　　锂离子电池作为目前应用最广泛的储能电池，相比电动车领域，储能电站领域对锂离子电池能量密度的要求更高，而采用纳米硅碳负极材料对满足这种需求提出了可能的解决方案。同时，航空航天、船舶舰艇等领域也对锂离子电池提出了更高能量密度和功率密度的要求，而纳米硅碳材料也是现阶段最具有开发潜力的锂离子电池负极材料，其应用前景非常广阔。

　　纳米技术的作为新时代的领军技术，将其应用于锂电池负极材料必然会给该行业带来新一轮的技术突进。硅基材料作为锂离子电池负极具有容量高、来源广泛以及环境友好等优势，有望替代目前应用广泛的石墨负极成为下一代锂离子电池的主要负极材料。