今年3月1日,国家工信部等四部委联合公布了《促

2019-08-14
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摘要:今年3月1日,国家工信部等四部委联合公布了《促进汽车动力电池产业发展行动方案》,该文件对动力电池的未来发展方向做了规划,并对产品性能提出了具体要求——到2020年,新型锂

本年3月1日,国家工信部等四部委联合发布了《促进轿车动力电池工业开展举动方案》,该文件对动力电池的未来开展方向做了规划,并对产品功能提出了详细要求——到2020年,新式锂离子动力电池单体比能量超越300瓦时/公斤,系统比能量力求到达260瓦时/公斤;到2025年,新系统动力电池技能获得突破性开展,单体比能量达500瓦时/公斤。
传统石墨负极很难到达这一方针,选用硅碳负极或许是动力电池的必然挑选,它也将或许成为未来负极资料的运用干流。
但是,硅碳负极的大规模工业化之路或许并不轻松,还有一系列问题需求处理。
硅是现在已知的比容量最高的锂离子负极资料,可到达4200mAh/g,是石墨的十倍左右, 并且在地壳元素中储量丰厚(26.4%,第2位)。
因而,硅被看作是当下最有潜力的负极资料。
硅做负极时,从作业原理看,充电时锂离子从正极资料脱出,嵌入硅晶体内部晶格间时,构成胀大(可达300%),构成硅锂合金;而放电时锂离子从晶格间脱出,又构成大的空隙。
假如独自运用硅作为负极资料,脱嵌进程中,因为硅晶体体积呈现明显改动,易构成硅负极资料从集流体剥离下来,导致极片露箔并引起电化学腐蚀和短路等现象,影响电池的安全和运用寿数。
硅碳复合资料则可以补偿这一缺乏。
碳负极资料循环安稳,导电功能优异,且锂离子对碳的层距离影响不大,可缓冲和习惯硅的体积胀大,因而,碳常被用来与硅进行复合。
硅碳复合资料可分为硅碳传统复合资料和硅碳新式复合资料,其间传统复合资料是指硅与石墨、炭黑等复合,新式硅碳复合资料是指硅与碳纳米管、石墨烯等新式碳纳米资料复合。
业界人士对硅碳负极资料的远景较为看好。
本年9月,工信部发布了《要点新资料首批次运用演示辅导目录(2017年版)》,该目录中,有4项新资料进入新能源范畴,负极资料——硅碳负极赫然在列。
关于硅碳负极,目录明确要求需满意:低比容量(<600mAh/g):压实密度>1.5,循环寿数>300圈(80%,1C);高比容量(>600mAh/g):压实密度>1.3,循环寿数>100圈(80%,0.5C)。
据电池中国网了解,现在,我国硅碳负极资料比容量在450mAh/g左右,离600mAh/g的方针还有必定的距离。
理论上,硅碳负极应该是比较抱负的动力电池负极资料,但是,至今硅碳负极仍未大规模推行。
电池中国网以为,其工业化妨碍首要在于:1.胀大问题。
硅碳负极资料的循环功能和胀大问题未彻底处理,硅资料较低的压实密度和嵌锂后体积的明显胀大,正如业界专家所言,这个特点在必定程度上影响了电池结构的挑选和规划。
2.初次充放电功率低。
硅碳负极在初次充放电时会构成SEI膜,SEI在硅的体积改动影响下被重复损坏与从头构成,锂离子被许多耗费,然后构成电池容量下降。

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