普蘭高容量硅碳負極材料
電極材料是決定鋰離子電池性能的關(guān)鍵。就負極材料而言,目前使用最廣泛的是石墨,但其具有容量低和安全性能差等問題,已經(jīng)越來越難以滿足終端的需求。因此,開發(fā)容量高、安全性能好的負極材料是鋰電產(chǎn)業(yè)進一步發(fā)展的必然趨勢。
為了促進鋰離子電池負極材料的發(fā)展,天津普蘭能源科技有限公司(天津普蘭納米科技有限公司的全資子公司)結(jié)合自身在納米材料和石墨烯領(lǐng)域的專長,在前期相關(guān)技術(shù)和大量研究的基礎(chǔ)上,繼石墨烯包覆的長壽命、快充快放鈦酸鋰負極材料量產(chǎn)之后,近期又成功推出了另一款市場亟需的高容量硅基負極材料—第一代高容量硅碳負極-SiG400。該材料具有比容量高、穩(wěn)定性好、壓實密度大等優(yōu)點,應(yīng)用于鋰離子電池可顯著地提升其能量密度和安全性能。例如,硅碳負極電池可使智能手機待機時間延長30%以上。下面為SiG400的兩張典型測試圖。
眾所周知,硅基材料具有相對于石墨十倍以上的比容量,但其在充放電過程中體積變化大,且持續(xù)與電解液發(fā)生界面反應(yīng),從而導(dǎo)致鋰離子電池壽命縮短,阻礙了硅基材料的大規(guī)模應(yīng)用!雖然各大材料廠家和電池廠家都將硅基負極材料列為研究重點之一,但多年來鮮有成功的商用化應(yīng)用。
SiG400優(yōu)異的性能源于普蘭公司具有自主知識產(chǎn)權(quán)的硅納米和石墨烯包覆等技術(shù)。硅納米技術(shù)的應(yīng)用,可減緩充放電過程中的體積變化并縮短鋰離子傳輸距離;而石墨烯包覆則充分發(fā)揮了石墨烯導(dǎo)電導(dǎo)熱性能好、機械性能優(yōu)異、電化學性能穩(wěn)定等特點。上述尖端技術(shù)的綜合應(yīng)用,極大地提升了硅基材料的性能:
1)改善了材料的鋰離子擴散性能和電子導(dǎo)電性,大大提高了功率特性;
2)隔絕了硅與電解液的直接接觸,抑制副反應(yīng)造成的電解液分解和材料侵蝕,提高了首次效率,延緩了使用過程中的壽命衰減;
3)大大減緩了充放電過程中硅的體積變化,維持材料結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性,極大地提升了循環(huán)特性。
以SiG400為負極的鋰離子電池,除了具有能量密度高、安全性能好等優(yōu)點之外,在功率性能、循環(huán)壽命和溫度適應(yīng)性等方面也有非常優(yōu)異的表現(xiàn)!普蘭目前已具備了批量生產(chǎn)該材料的能力,可快速實現(xiàn)規(guī)?;a(chǎn),并且已與國內(nèi)知名鋰電廠家簽訂了戰(zhàn)略合作協(xié)議,共同開發(fā)新一代高能量密度鋰離子電池,從而改變消費類電子、新能源汽車及儲能等領(lǐng)域電池能量密度受限的局面,推動行業(yè)的快速健康發(fā)展。
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