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為什么說硅碳材料是最有潛力的鋰電池負極材料？

新能源汽車領域的日趨火爆，吸引著國內(nèi)外大量企業(yè)前赴后繼奔赴“戰(zhàn)場”，并不新鮮的錳酸鋰技術卻似乎又開始綻放出引人注目的色彩。技術創(chuàng)新固然可喜，但尋找性價比更高、儲藏量更大、具有更多定價話語權的新原材料，才是提升行業(yè)終端降本增效能力的治本之法。

硅是目前人類至今為止發(fā)現(xiàn)的比容量(4200mAh/g)最高的鋰離子電池負極材料,是一種最有潛力的負極材料，但硅作為鋰電池負極應用也有一些瓶頸，第一個問題是硅在反應中會出現(xiàn)體積膨脹的問題。通過理論計算和實驗可以證明嵌鋰和脫鋰都會引起體積變化，這個體積變化是320%。

石墨表面因為導電性特別好，相對來說SEI膜比較均勻，它的組成跟硅負極不一樣。中科院科相關學家做了一些嘗試在硅上做了碳包覆，為了做對比，我們硅上只做了部分的石墨烯包覆，其他地方空出來。最終看到包覆和不包覆SEI膜的生長情況不一樣，碳包覆的SEI膜就明顯減少，沒有包覆的SEI膜就有很多。

從長期的基礎研究來看，碳包覆的作用是：

（1）約束和緩沖活性中心的體積膨脹

（2）阻止納米活性粒子的團聚

（3）阻止電解液向中心滲透，保持穩(wěn)定的界面和SEI

（4）硅材料貢獻高比容量，碳材料貢獻高導電性

硅碳負極具有非常廣闊的市場空間

負極材料技術相對比較成熟，且其集中度較高，產(chǎn)能由日本向中國轉(zhuǎn)移比較明顯。目前負極材料以碳素材料為主，占鋰電池成本較低，在國內(nèi)基本全面實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。從區(qū)域看，中國和日本是全球主要的產(chǎn)銷國，動力電池企業(yè)采購負極主要來自于日本企業(yè)。

硅碳負極材料是未來鋰電池負極材料最具應用潛力的，可見硅碳負極材料的市場容量有多大，這也解釋了目前為何有眾多企業(yè)和研究單位布局硅碳負極材料。