該技術生產效率較高，技術穩定可靠，產品質量國際領先。
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所處行業 |
新能源材料 |
應用范圍 |
儲能領域，鋰離子電池等 |
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成熟度 |
中試生產 |
合作方式 |
技術轉讓，合作，合資
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科技成果優勢 |
比容量高，循環壽命長，工藝簡單，工藝成本低 |
（一）項目簡介
鋰離子電池具有能量密度高、循環壽命長、安全可靠等優點,廣泛應用在便攜式電子設備中,并逐漸向電動汽車、新能源儲能領域拓展。新能源汽車等行業的快速發展對鋰離子電池的能量密度提出了更高的要求。目前商業用的負極石墨具有較低的理論比容量(372mAh/g),己很難滿足鋰電池對能量與功率密度日益增長的要求。硅的理論儲鋰容量為4200mAh/g,電壓平臺適中,被認為是下一代鋰離子電池的理想負極。然而，硅負極在鋰化/去鋰化過程中涉及巨大的體積變化，導致其循環穩定性較差，制約了硅基負極的實際應用。針對以上問題,本技術利用等離子體制備高分散納米硅/碳復合負極材料，并獲得了集成化的規?；苽浼夹g。
項目的技術包提供單位為圣戈萊（北京）科技有限公司。核心技術如下：(1)采用熱等離子體法制備了粒徑分布在50～100 nm、形貌可控、分散性良好的零維納米硅球(OD-SiNS)。（2）對等離子體制備的納米硅球進一步改進,通過引入多孔碳(PC),得到硅球分散良好的硅碳復合負極材料(SiNS/PC)。多孔碳包裹在硅球表面,形成封閉的核殼結構,碳層厚度約為10 nm。相比納米硅球,SiNS/PC作為電池負極有兩個主要優點：一是豐富的孔隙結構能夠吸收硅嵌鋰時的體積膨脹,減少體積效應；二是避免硅顆粒與電解液的直接接觸,形成穩定的SEI膜。循環過程中,SiNS/PC顆粒平均粒徑由43nm膨脹至52nm,體積膨脹率僅為17.4%。(3)利用噴霧干燥法制備了三維立體球形硅/碳(3D-SiNS/C)復合材料,進一步提高硅/碳在循環過程中的結合強度和結構穩定性。3D-SiNS/C顆粒平均粒徑3μm,Si/C微球(～50 nm)構成二次顆粒的骨架結構,多孔碳作為粘結劑和導電劑,增加二次顆粒的結合強度,并構成三維導電網絡。該材料比容量高達2000mAh/g,循環1000次后，容量保持率達到90%以上，表現出良好的循環壽命，技術達到了國際領先水平。
（二）項目的主要目標
設計建造2條全自動化生產線，生產高質量的鋰離子電池用Si/C復合負極材料。項目擬投資2200萬元，建成年產能200噸高質量Si/C復合負極材料，實現年產值1億元，年凈利潤3000萬元。
