经过二十多年发展 ,现阶段商业化石墨负极材料已经接近其理论比容量极限(372mAh/g),为进一步提升电池能量密度 ,寻找更高比容量负极材料成为产业研究重点。硅在常温下与锂合金化,理论比容量高达4200mAh/g,是目前石墨类负极材料的十倍以上,不存在析锂隐患,安全性好于石墨类负极材料,且储量丰富,成本低廉,是最具潜力的新一代锂电池负极材料。
硅晶粉是一种由单质硅粉碎而成的粉体。按其来源的晶体结构来分,分为单晶硅和多晶硅。
特殊硅晶粉主要体现在以下几个方面:
配置掺杂:对硅原料进行预制成分的一种控制混合过程;
熔炼成晶:对硅液进行物理固液-固物转化过程;
破碎:对坯体料进行由大到小的破碎过程;
粉化:对碎化后的粉料,再进行细粉化处理过程;
清洗:对粉体进行湿法清洗过程;
干化:对粉体进行一个干化脱水和表面态处理过程;
打散:是一个解聚过程。
晶樱光电集团是一家集生产、研发、贸易于一体的太阳能光伏企业。拥有苏州晶樱、扬州晶樱、宁晋晶樱、扬州旭樱四大基地。公司为进一步打造自身优势,于2022年立项“新材料计划”成立专项部门专项资金并开通多个特批渠道,积极拓展“硅晶粉”在固态电池、导热、高塑等方面的应用研发。
据了解,扬州晶樱通过采购单晶微米硅与公司硅负极进行了循环测试,据测试结果显示,采购的单晶微米硅,1000圈循环后的容量保持率只有60%左右,而晶樱硅负极的容量保持率能够达到80%以上;拆解电池发现,晶樱硅负极充满电后,颗粒之间还是有较多的空隙,而循环充放电完毕后裂纹相对少很多。
硅材料代替石墨的时代已经来临,创新技术的发展不断完善硅材料的性能,产业链也不断在进行产品迭代升级,硅材料在电池产品中大规模应用即将到来。
针对固态电池相关的技术、材料、市场及产业等方面的问题,中国粉体网将于2025年3月18-19日在安徽·蚌埠举办2025全固态电池技术交流大会暨第一届干法电极技术研讨会。为致力于固态电池技术开发的企业,科研院校,以及新能源汽车、储能、消费电子等终端企业提供信息交流的平台,开展产、学、研合作,助推固态电池产业化发展。届时,扬州晶樱光电科技有限公司高级工程师周志明将作题为《特殊硅晶粉在固态电池负极材料的应用》的报告。
专家简介:
周志明,扬州晶樱光电科技有限公司,历任半导体原材料车间工程师,车间主管,高级工程师;现任高端新材料车间高级工程师,从事半导体,光伏级硅晶材料工艺设计优化及售后服务,针对锂电池硅基负极材料,高导热粉体材料进行研究。
参考来源:
晶樱光电、粉体网等
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