Wie wird Silizium-Material Lithium-Batterien verwendet? China-Silizium-Kohlenstoff-Anodenmaterial bei der Industrialisierung der Zeit

- Feb 21, 2017-

Mit Energie-Neufahrzeuge in der praktischen Anwendung der Laufleistung, die Anforderungen weiter zu verbessern, wurde die aktuelle Materialsystem nicht die wirklichen Bedürfnisse, Forschung und Entwicklung neuer hochenergetischer Hochleistungs-Werkstoffe unmittelbare Nachkommen. Im vorliegenden, Silizium-basierten Materialien sind die Batteriehersteller und Lithium Materialien zur Verbesserung der Anode der höchsten Wahl geworden. Der Status Quo ist die Entwicklung der meisten des Geschäftsbereichs Material auf Silizium Carbon composite-Materialien, die Forschung zu tun begonnen haben und Herstellung von negativen, vorhanden nur Bettree und Shanghai Shanshan hat die Pilotproduktion Bühne betreten, die meisten des Geschäftsbereichs Material ist noch in der Forschung und Entwicklung.


Silikonindustrie Kohlenstoff Anode für die Zeit

Dreieckshandel #39; s erste große negative Materialhersteller wurden auf dem Silizium-Anode Material Layout, Shenzhen Beitui und Jiangxi lila Chen wurde der erste, der eine Vielzahl von Silicium Kohlenstoff Anode materielle Produkte vorzustellen, Shanghai Shanshan ist in den Prozess der Industrialisierung der Silizium-Anodenmaterial, Sternenstädtchen Graphit hat eine neue Art von Silizium Anodenmaterial als zukünftiges Produkt Entwicklungsrichtung. Darüber hinaus ist das Batteriegeschäft BYD, CATL, Guoxuan, macht Gott, universal, Mikro-Makro und so weiter die Anode System Entwicklung und Versuch Siliziumproduktion.

Aus der laufenden Produktion von Silicium Kohlenstoff Anode Materialverhalten Sicht im Vergleich zu Graphit-Anodenmaterial ist der größte Vorteil der Erhöhung der Kapazität. Die spezifische Kapazität des Silizium-Kohlenstoff Anodenmaterial ist in der Regel höher als die theoretische spezifische Kapazität des Werkstoffes Graphit-Anode. Die spezifische Kapazität der Beitreand #39; s S1000 Art Silizium-Kohlenstoff Anodenmaterial ist so hoch wie 1050 mAh / g, obwohl die theoretische spezifische Kapazität von Silizium ist 4200 mAh / g gibt es immer noch eine große Lücke, aber es ist schon künstlicher Graphit-Anodenmaterial als die Kapazität der 3 Mal die Leistung wurde erheblich verbessert. Darüber hinaus die erste Effizienz der Silizium-Anodenmaterial erreichen mehr als 90 %, um den Anforderungen der Anwendung gerecht zu werden, die anderen Indikatoren sind nicht weniger als Graphit-Anodenmaterial.

Was ist der Vorteil von Silizium negativ

Die theoretische Energiedichte von Graphit ist 372 mAh / g, und die theoretische Energiedichte der Silizium-Anode ist 10-Mal höher als die der 4200mAh / g, und es ist auch umweltfreundlich und reich an Reserven. Durch Zugabe von Silizium zu Graphit-Material, ist eines der Branche anerkannt, Richtung Japan und Südkorea und andere große Hersteller machst Silicium Kohlenstoff negativen Batterie Handels-, BYD, einschließlich Kraft Gott, BAK, Universal und anderen heimischen Batterieherstellern verfolgen auch, aber bisher habe ich nicht gesehen, die Massenproduktion des Produkts. Tesla verwendet das traditionelle Graphit Anodenmaterial mindestens 10 % des Siliziums, die Energiedichte der hinzugefügt Panasonic 18650-Akku 550mAh / g oder mehr, Tesla verwendet Panasonic 18650 Akku in den traditionellen Graphit Anode Material zusätzliche 10 % des Siliziums, die Energiedichte von mindestens 550mAh / g oder mehr.

Anwendung von Silizium-Material in Lithium-Batterie

Silizium-Material bei der Anwendung der Lithium-Ionen-Akku, vor allem im Zusammenhang mit zwei Aspekten gehört in die Anodenmaterial durch Zugabe von Nano-Silizium, die Bildung von Silizium-Kohlenstoff-Anode, die zweite im Elektrolyten durch Zugabe von siliciumorganischen Verbindungen um die Natur des Elektrolyten zu verbessern.

(A) Nano-Silizium: ein wichtiges Mitglied der Lithium-Anodenmaterial

Nano-Silizium, bezieht sich auf den Durchmesser von weniger als 5 nm kristallinen Silizium-Partikeln, ist ein wichtiger nicht-metallischen amorphen Werkstoff, oft durch die Sol-Gel-Methode und andere Methoden. Nano-Silizium Pulver mit hoher Reinheit, kleine Partikelgröße, gleichmäßige Verteilung, spezifische Oberfläche, hohe Oberflächenaktivität, lose Dichte und niedrige Eigenschaften und ungiftig, geschmacklos. Nano-Silizium-Anwendungen in einer Vielzahl von: ① und Graphit Materialzusammensetzung von Silikon-Carbon-composite-Materialien, wie die Lithium-Ionen-Akku Anodenmaterial, eine deutliche Erhöhung der Kapazität der Lithium-Ionen-Akku, das ist unser Schwerpunkt; ② verwendet bei der Herstellung von Hochtemperatur-Beschichtung und feuerfesten Materialien; ③ gemischt mit Diamant unter hohem Druck in Form-Silizium-Karbid - Diamant-composite-Materialien, als Schneidwerkzeuge eingesetzt; ④ kann mit organischer Substanz, als organisches Silicium Polymerwerkstoffe reagieren; ⑤ Metall Silizium durch die Vorbereitung von Polysilizium; ⑥ Halbleiter Mikroelektronik Verpackungsmaterial; ⑦ Metall Oberflächenbehandlung.

(2) Silikon: Funktionelle Additive für Lithium Elektrolyt

Silikon, ist eine Art von synthetischen, die Struktur des Silizium-Atome und Sauerstoffatome als die Hauptkette eines Polymers. Da die Silicium-Sauerstoff-Struktur der Hauptkette eine starke chemische Bindung hat, sind die Moleküle der Silikon-Polymer wesentlich stabiler gegenüber Hitze und Sauerstoff als die organischen Polymeren. Einzigartige Silikon, so strukturieren, dass sowohl die Leistung von anorganischen Materialien und organischen Materialien, mit eine niedrige Oberflächenspannung, Viskosität Koeffizient ist klein, hohe Kompressibilität hoch gas-Durchlässigkeit und andere grundlegende Eigenschaften und hat Ebbe und Temperaturbeständigkeit, elektrische Isolation, Stabilität, Witterungsbeständigkeit, schwer entflammbar, hydrophob, korrosionsbeständig, ungiftig und geschmacklos und physiologischen Trägheit, und ist weit verbreitet in Luft-und Raumfahrt, Elektro- und Elektronikgeräte , Bau, Transport, Chemie-, Textil-, Lebensmittel-, Leichtindustrie, medizinische und andere Industrien, die hauptsächlich verwendet wird, in Silikon abdichten, kleben, Schmierung, Beschichtung, Oberfläche, Aktivität, abisolieren, Entschäumung, Schaum-Unterdrückung, wasserdicht, Feuchtigkeit, inerte Füllung.

Obwohl die mechanischen Eigenschaften des organischen Siliziums bei Raumtemperatur und anderen Materialien nicht sehr verschieden sind, aber die hohe Temperatur und niedriger Temperatur physikalischen und mechanischen Eigenschaften der Exzellenz, die Temperatur bei-60 bis + 250 ° c mehrere Wechsel und seine Leistung ist nicht betroffen, so dass das Silikon-Polymer in diesem Temperaturbereich für eine lange Zeit verwendet werden kann einige Silikon Polymere sogar können-100 ℃ normalem Gebrauch möglichst niedrig sein.

Nachteile der negativen Silizium-Materialien

Die Mängel von Silizium Anodenmaterial sind auch offensichtlich, gibt es zwei wesentliche Mängel: ① Silizium eingebettet in den Prozess der Lithium-Ionen-eingebettet in den Prozess wird dazu führen, dass Si Volumenausdehnung von 100 % bis 300 %, des Materials, eine größere innere Spannung zu produzieren, das Material strukturieren die Silizium-Material auf der Kupferfolie auf der Oberfläche, während die Siliziumoberfläche des Films SEI weiterhin die Bildung von - Bruch - bilden eine gemeinsame Reduktion von wiederholen der Elektrode Leitfähigkeit und Zyklus Stabilität; ② Silizium für die Halbleiterindustrie, leitfähige viel schlimmer als die Graphit, wodurch die Unumkehrbarkeit des Lithium-Ionen-Demontage ist weiter groß, seine erste Coulomb Effizienz weiter zu reduzieren. Daher ist es notwendig, um das Problem zu lösen, die Volume-Erweiterung und die anfängliche Laden / Entladen Effizienz des Siliziums während der Ladung und Entladung Prozess sind niedrig.