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实际是我们所说的SiO并不是纯的SiO而是Si和Si的多种氧化物的复合物。生产中SiO是利用Si和SiO2在真空中高温反应而成,但是SiO在热力学上是不稳定的,在1000-1400℃下会发生歧化反应,生成Si和Si2O3,STEM观察也发现无定形SiOx中非均匀的分布着一些无定形纳米Si。此外由于高温的作用,在SiOx中还存在着一些结晶Si,因此我们实际使用的Si具有多种Si的形态。理论研究发现,SiOx嵌锂动力学特征与Si材料并不相同,Li嵌入到SiOx中,会形成多种化合物,例如Li2O,Li2Si2O5,Li2SiO3,Li4SiO4等,而且这一过程是不可逆的,这些锂硅化合物会成为Si负极体积膨胀的缓冲带,抑制硅负极的体积膨胀,但是这种缓冲作用是有限的,不能完全保证SiOx材料的循环性能。
图片来源见参考文献
SiOx负极在循环过程中除了容量的衰降外,还观察到了库伦效率曲线存在有趣的驼峰现象——库伦效率总是先升高然后下降,然后再次升高。一般认为这个现象主要是由于电极结构变化引起的,STEM研究发现,开始的时候,Si/SiOx颗粒与石墨之间接触很好,因此能保证Li+与Si负极充分反应,脱锂的时候也能充分脱出,但是随着充放电的进行,由于Si/SiOx体积反复膨胀变化,SEI膜逐渐变厚,使得体相和表面之间逐渐分离,活性Si材料被隔离成为一个一个的“孤岛”,使得其与石墨颗粒之间接触不良,特别是脱锂的时候颗粒体积收缩,从而使得嵌入其中的Li+无法脱出,从而降低了材料的库伦效率,这种失效模式成为局部失效。与此相对的另一种失效方式称作全面失效,主要特征为负极材料从极片上脱落导致失效。从库伦效率曲线上可以注意到前30次时,比容量和库伦效率在同时下降,这表明在前期“局部失效”和“全面失效”同时存在,而在30次以后库伦效率开始回升,而比容量仍然在继续下降,这意味着在30次以后只有“全面失效”一种模式。循环伏安测试也发现循环初期的电极极化较小,而当循环到50次以后,电极的极化明显增大,表明电极内部结构的变化导致了电极阻抗的增加。实验中发现,硅负极的失效与极片所受的压力有着密切的关系,一般来讲高倍率下极片的压力较大,而低倍率下极片的压力则较小,从电池的循环曲线上可以注意到,大倍率下电池的衰降更快,而小倍率充放电时容量衰减则要慢的多。
图片来源见参考文献
SiOx/C复合材料是一种性能十分优良的锂离子电池负极材料,有着相对较好的循环性能,随着我们对其失效机理的认识的深入,从材料结构和电池设计方面做出改进,相信采用SiOx/C负极的电池性能会有极大的提升,而SiOx/C材料也会得到更为广泛的应用。
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近日,研究机构EVTank联合伊维经济研究院共同发布了《中国锂离子电池负极材料行业发展白皮书(2025年)》。白皮书数据显示,2024年全球负极材料出货量达到220.6万吨,同比增长21.3%,其中中国负极材料出货量达到211.5万吨,全球占比进一步提升至95.9%。EVTank表示,由于天然石墨出口管制,部分海外客户
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据内蒙古自治区呼和浩特经济技术开发区投促局消息,12月27日,内蒙古自治区呼和浩特经济技术开发区与矽立科新能源(上海)有限公司签署20,000吨硅碳负极材料一体化项目投资合作协议。资料显示,矽立科新能源(上海)有限公司是一家专注于高端CVD硅碳负极材料及其原材料研发、生产和销售的高科技公司。
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据正力新能发布的消息,近日,正力新能与宝马集团合作项目,高镍正极和掺硅负极极片项目实现Job5交付,后续Job6生产正全面展开。本次交付的高镍掺硅正负极片产品为宝马汽车与正力新能独家合作的前瞻项目,极片作为动力电池的最核心部件,双方已在此领域开展为期近两年的产品开发和持续交付。
随着智能电子、电动汽车及规模储能的快速发展,研发高能量密度、高功率密度、长循环寿命和高安全性的锂离子及后锂离子电池是当今储能领域的研究热点和焦点。开发高容量、高倍率、高稳定性电极材料是实现这一目标的重要途径。硅,由于其丰富的储量、极高的理论容量等优势受到广泛关注。然而,由于其巨大
北极星储能网获悉,近日,天目先导新型高端纳米硅负极材料西南基地项目签约仪式在成都彭州市举行。此次签约总投资额达50亿元,拟建设年产3000吨高端纳米硅材料、10万吨高端硅基负极材料和3万吨新型纳米硅材料西南生产基地。资料显示,天目先导成立于2017年,是一家专注于锂离子电池新型高端纳米硅碳负
北极星储能网获悉,硅烷科技公告称已与溧阳天目先导电池材料科技有限公司签订了《战略合作协议》。根据协议,天目先导拟在河南省许昌市襄城县成立全资或控股子公司,并打造新一代高端硅基负极材料生产基地,硅烷科技拟为天目先导或其项目公司长期稳定地提供硅烷供应,双方就此达成战略合作。溧阳天目先
北极星储能网获悉,11月18日上午,博赛利斯年产2万吨锂离子电池硅负极项目一期工程投产仪式在庐江高新技术产业开发区举行。该项目生产的硅负极材料可满足350Wh/kg动力电池的综合性能要求、成本要求以及特殊应用领域更高能量密度电池的综合性能要求,可广泛应用于电动车、电动航空器、电动工具等领域。
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外媒报道称,美国储能技术和材料开发商BioSolar公司宣布,在其韩国技术合作伙伴TopBattery的帮助下,已开始生产和测试其第二批商业级原型21700锂离子电池。测试完成后,原型电池将被发送给潜在的制造和开发合作伙伴,以进行内部资格测试和分析。BioSolar的核心重点是将其专有的添加剂技术应用于新型硅
外媒报道称,美国电池材料公司Group14Technologies获得了一笔1800万美元(约合人民币1.27亿元)的融资,用于扩大下一代负极材料的生产并进入商业化生产。包括ATL、巴斯夫、昭和电工、卡博特、OVP等国际知名企业参与了该项投资。“锂离子电池行业正积极寻求更高性能的负极材料来改善电池性能,而Group14
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