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重点产业

高效杂元素碳-纳米硅复合锂离子电池负极材料

时间:2022年04月27日 点击: 加入收藏 】【 字体:

项目简介:

在众多新型锂离子电池负极材料中,硅基负极材料具有其它负极材料无法匹敌的高容量优势(Li22Si5,理论储锂容量 4200 mAh/g),是目前商业碳负极材料理论容量的 11 倍。锂嵌入硅的电位(低于 0.5 V)低于一般溶剂分子的共嵌入电压,高于锂的析出电位。因此,硅基负极材料可以解决溶剂分子嵌入以及锂枝晶析出的问题。但是,硅基材料导电性差,同时其在嵌脱锂过程中存在严重的体积效应,体积变化率约为 400%,会造成电极材料粉化以及电极材料与集流体分离。硅基材料的上述缺陷严重限制了其商业化的应用。为克服硅的体积效应,人们多采用制备纳米结构的硅基材料,硅薄膜材料,多孔硅材料和硅基复合材料来提高硅负极材料的循环性能,但是此类复合材料中的硅会裸露于电解液中,由于充放电过程中的体积效应,硅负极材料不断形成新鲜表面,因此持续消耗电解液以生SEI 膜,降低了电极材料的循环性能。因此,本项目通过研发导电性能优异的弹性载体S 掺杂 C 材料包覆 Si 纳米颗粒、S 掺杂 C 材料纳米线三维导电网络、多孔碳包覆 Si 纳米颗粒)和寻找新型负载方式提高硅基材料的电化学性能,进而开发出高比容量、高充放电效率、长循环寿命的新型锂离子电池,推动锂离子电池产业的技术升级和新能源产业、电动汽车及混合电动车产业的发展。

主要技术性能及指标

1)首次库伦效率:>85%

2)循环性能:1120 mAh/g105 周,400 mA/g),容量保持率为 90%

3)倍率性能:537 mAh/g10A/g),库伦效率>99%

适用范围及应用条件

该技术适用于锂离子电池领域,包括 3C、动力电池和储能电池方面的负极材料,能大幅提高电池的能量密度,同时显著改善锂离子电池的安全性,具有良好的经济社会效益。

成果转化方式

技术服务,合作开发,股权投资,技术转让。



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(作者:佚名 编辑:admin)