硅碳材料是否是zui有潜力的锂电池负极材料？

新能源汽车领域的日趋火爆，吸引着国内外大量企业前赴后继奔赴“战场”，并不新鲜的锰酸锂技术却似乎又开始绽放出引人注目的色彩。技术创新固然可喜，但寻找性价比更高、储藏量更大、具有更多定价话语权的新原材料，才是提升行业终端降本增效能力的治本之法。

硅是目前人类至今为止发现的比容量(4200mAh/g)zui高的锂离子电池负极材料,是一种zui有潜力的负极材料，但硅作为锂电池负极应用也有一些瓶颈，*个问题是硅在反应中会出现体积膨胀的问题。通过理论计算和实验可以证明嵌锂和脱锂都会引起体积变化，这个体积变化是320%。
 

石墨表面因为导电性特别好，相对来说SEI膜比较均匀，它的组成跟硅负极不一样。中科院科相关学家做了一些尝试在硅上做了碳包覆，为了做对比，我们硅上只做了部分的石墨烯包覆，其他地方空出来。zui终看到包覆和不包覆SEI膜的生长情况不一样，碳包覆的SEI膜就明显减少，没有包覆的SEI膜就有很多。

 

从长期的基础研究来看，碳包覆的作用是：

 

（1）约束和缓冲活性中心的体积膨胀

（2）阻止纳米活性粒子的团聚

（3）阻止电解液向中心渗透，保持稳定的界面和SEI

（4）硅材料贡献高比容量，碳材料贡献高导电性

 

硅碳负有非常广阔的市场空间
 

负极材料技术相对比较成熟，且其集中度较高，产能由日本向中国转移比较明显。目前负极材料以碳素材料为主，占锂电池成本较低，在国内基本全面实现产业化。从区域讲，中国和日本是主要的产销国，动力电池企业采购负极主要来自于日本企业。

 

硅碳负极材料是未来锂电池负极材料应用潜力的，可见硅碳负极材料的市场容量有多大，这也解释了目前为何有众多企业和研究单位布局硅碳负极材料。