近日，第五屆高能量密度鋰離子電池硅基負(fù)極材料創(chuàng)新研究與發(fā)展研討會(huì)在江蘇常州市組織召開(kāi)，比克電池首席科學(xué)家林建博士在行業(yè)會(huì)議演講中傳遞了比克在高容量硅負(fù)極上的行業(yè)觀點(diǎn)和研究進(jìn)展。
負(fù)極材料對(duì)鋰電池性能提升，尤其是容量和續(xù)航的突破至關(guān)重要。其中，作為行業(yè)普遍認(rèn)定的理想的下一代負(fù)極材料，硅基負(fù)極當(dāng)下更是備受關(guān)注，量?jī)r(jià)齊升。伴隨著4680 大圓柱等高密度電池需求放量，硅基負(fù)極將迎快速增長(zhǎng)，搭配高鎳三元正極材料正成為未來(lái)高端長(zhǎng)續(xù)航鋰電池發(fā)展趨勢(shì)。作為國(guó)內(nèi)率先應(yīng)用三元高鎳和硅負(fù)極的鋰電企業(yè)之一，比克電池在此領(lǐng)域深耕多年。
憑借行業(yè)領(lǐng)先的研發(fā)進(jìn)展和經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)，比克在國(guó)內(nèi)最早將硅用于圓柱電池負(fù)極材料。事實(shí)上，相對(duì)于方形和軟包電池，硅基負(fù)極應(yīng)用于圓柱領(lǐng)域有著天然優(yōu)勢(shì)。相比石墨，在充放電過(guò)程中，硅會(huì)產(chǎn)生巨大的體積膨脹，高達(dá)300%，而圓柱電池通常采用鋼殼，機(jī)械強(qiáng)度大，有著很好的束縛力，能夠有效抑制硅的膨脹形成天然屏障。目前，比克硅氧材料由一代硅已發(fā)展到三代硅，將首效由77%提升至86%，基本達(dá)到與正極效率匹配，并采用了先進(jìn)的補(bǔ)鋰技術(shù)，正極利用率逐步提升。
蓬勃發(fā)展的同時(shí)，硅基負(fù)極還面臨著成本的挑戰(zhàn)。相比傳統(tǒng)材料，硅基負(fù)極在比容量、循環(huán)壽命和安全性等方面有明顯優(yōu)勢(shì)，但同時(shí)存在著成本高、生產(chǎn)技術(shù)門(mén)檻高等問(wèn)題，規(guī)?；a(chǎn)困難。如林建所說(shuō)，降本增效是第三代硅氧負(fù)極進(jìn)一步發(fā)展的核心。
目前比克正在進(jìn)行預(yù)鋰硅氧材料的研究。首效低、容量衰減快是制約硅基負(fù)極商業(yè)應(yīng)用的核心原因，預(yù)補(bǔ)鋰技術(shù)正是用于提升硅基材料首效，主要通過(guò)在硅基材料中預(yù)先補(bǔ)充部分鋰，減少充放電過(guò)程中的不可逆容量損失。
演講最后，林建表示：“硅基負(fù)極發(fā)展與原材料突破密不可分，比克動(dòng)力期待持續(xù)加深與材料廠等產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)合作，共同探索高容量硅負(fù)極技術(shù)，向三元鋰電池性能極限發(fā)起挑戰(zhàn)，為客戶和消費(fèi)者提供更高性能的產(chǎn)品和服務(wù)。”
