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蓝海黑石打破传统思维,攻克硅碳负极膨胀难点

高工锂电

作为一家专注于新材料、新能源技术研发生产企业,北京蓝海黑石科技有限公司(下称“蓝海黑石”)以自主研发的水性粘结剂进驻锂电领域,如今又积极攻占硅碳负极制高点。

按照国家动力电池技术路线图的规划,2020年锂离子电池的单体能量密度目标为350Wh/kg,依赖传统的石墨根本不可能实现这一目标,属于硅碳负极的时代即将到来。

调查数据显示,2017年负极材料出货15万吨左右,但硅碳负极仅出货1000多吨,占整个比例不到1%。在下游动力电池能量密度提升需求迫切形势下,预计到2020年,硅碳负极有望达到负极材料出货比例10%以上。这其中的市场空间令不少企业垂涎三尺。

在蓝海黑石总经理罗贺斌看来,当前硅碳负极的应用还存在着两大难题:一是性能尚不能满足应用要求,膨胀和首效问题有待解决;二是成本偏高,需求量仍然偏小。

“硅碳负极实现大规模应用的前提在于技术难点是否被攻克。”罗贺斌表示,目前石墨负极的首效达90%以上,而硅碳负极仅80%多,这中间差距仍然很大。即便首效问题可以暂时搁置,但膨胀问题涉及电池安全,这绝对不允许马虎对待。

目前行业内通常采用掺杂及包覆的方式来解决硅碳负极膨胀问题,但效果并不太理想。谁能真正解决膨胀问题,谁就占领了硅碳负极的制高点。

罗贺斌透露,蓝海黑石自2015年起与西北工业大学开始合作研发硅碳负极,经过苦心专研终于找到解决思路。“硅膨胀是其固有的性能,我们想办法让它在固有的空间里,在宏观表面上不会展现出来。就像一个小孩调皮一样,再怎么闹就在固定空间里面闹就可以了。”

根据这一研发思路,蓝海黑石新推出的硅碳负极产品拥有低膨胀、高容量等显著优势。目前该产品已经到中试级别(采用难度极大的软包电池测试),计划明年上半年量产。

值得一提的是,从技术角度来看,要让硅碳负极材料性能得到充分发挥,还需要包括正极材料、电解液和粘合剂在内的“一揽子”配方和工艺解决方案。

其中,适用于硅碳材料的粘合剂要比一般产品的粘结能力要强,包括与硅碳的粘结能力及产品本身的内聚力都要很强。硅在膨胀的时候,粘合剂能拉住它;在拉的时候,粘合剂适度变形,能恢复原状,以保证电池的性能及寿命。

作为水性粘结剂专业供应商,蓝海黑石在研发与硅碳负极配套粘结剂方面有着天然优势。

“我们目前的粘结剂产品在尝试与硅碳负极配套,专门为硅碳负极改性的产品在研发当中。未来公司硅碳负极将配套专用粘结剂品牌。”罗贺斌表示。

来源:高工锂电

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