11月15日,国家知识产权局披露,华为公开了硅基负极材料的专利,名称为《硅基负极材料及其制备方法、电池和终端》。该专利主要解决了硅基材料因膨胀效应过大导致电池循环性能低的问题,提高负极的循环稳定性。
专利显示,采用该发明实施硅基负极材料制备的电池相对现有传统硅氧/碳复合负极材料制备的电池,其循环性能得到明显提升,充满电状态时电极片的膨胀率明显降低,循环600次后电芯的膨胀率明显降低。
此外,高硅氧比硅基颗粒表面导电层的设置可以提高高硅氧比硅基颗粒的电导率,提高含硅基体和硅基颗粒两种不同硅氧比结构间的界面电导率;同时可以在高硅氧比硅基颗粒表面形成限制层,有效降低脱嵌锂造成的体积膨胀。
目前商业化的锂离子电池主要采用石墨作为负极材料,其理论比容量为372mAh/g,而硅基材料的理论比容量高达4200mAh/g,是石墨负极的10倍左右。
不过,硅基负极在充放电过程中体积膨胀率高,其最大体积膨胀率高达300%,远高于石墨负极的10%~12%,因此,硅基负极循环寿命相比石墨负极更低。硅基负极的循环寿命为300~500次,远低于石墨负极的1500次以上。这是目前限制硅基负极大规模使用的瓶颈之一。
近期,固态电池是最热的话题之一,固态电池产业化全面落地,材料方面首先要攻克。道氏技术、北京利尔、滨海能源、南都电源等多家公司看好硅基负极在固态电池领域的应用;在产业布局上,硅宝科技、翔丰华、璞泰来、鹿山新材等负极材料相关公司在硅基负极都有布局。