中國粉體網(wǎng)訊 2018年9月27-28日,，中國粉體網(wǎng)聯(lián)合中國顆粒學(xué)會能源顆粒材料專委會將于南京舉辦“第二屆能源顆粒材料制備及應(yīng)用技術(shù)高峰論壇”,，并邀請清華大學(xué)魏飛教授為業(yè)內(nèi)人士帶來精彩報告：《硅/陶瓷/碳負(fù)極材料的流化床制備技術(shù)》。
鋰離子電池具有能量密度高,、功率密度大,、循環(huán)壽命長、工作電壓穩(wěn)定等優(yōu)勢,，是未來極具發(fā)展前景的人造能源載體,。其中，負(fù)極材料是決定鋰離子電池性能的關(guān)鍵因素之一,。
鋰離子電池的負(fù)極材料
鋰離子電池的負(fù)極材料通常要求具有以下條件：
（1）材料具有適宜的嵌鋰電位
（2）材料可逆嵌／脫鋰性能好
（3）材料在嵌／脫鋰過程中的體積變化較小
（4）材料具有較好的導(dǎo)電性
（5）材料在充放電過程中表面能夠形成穩(wěn)定的SEI膜
（6）電化學(xué)穩(wěn)定性好
（7）成本較低
常見負(fù)極材料性能對比
目前,，碳素類負(fù)極材料己經(jīng)被廣泛商業(yè)化應(yīng)用，其具有很好的電化學(xué)活性,，有利于電子的傳遞,，在循環(huán)過程中電極結(jié)構(gòu)保持穩(wěn)定，體積膨脹率小,。但是對此類材料的開發(fā)已經(jīng)接近其理論容量,，而在電動汽車快速發(fā)展的階段，對高能量密度和高功率密度鋰離子電池的需求日益迫切,。石墨材料較低的可逆比容量無法滿足高比容量密度的需求，因此迫切需要開發(fā)新型穩(wěn)定的高比容量負(fù)極材料。
硅基負(fù)極材料的優(yōu)缺點
硅基負(fù)極材料具有比容量高,、電壓平臺低,、環(huán)境友好、資源豐富等優(yōu)點,，有望替代石墨負(fù)極應(yīng)用于下一代高比能鋰離子電池,，是目前最具有發(fā)展?jié)摿Φ呢?fù)極材料。
但是硅基負(fù)極材料同樣存在很大缺點,。硅脫/嵌過程中有較大的體積變化（300%）,，易導(dǎo)致顆粒粉化，進(jìn)而從集流體上脫落,。同時,，硅負(fù)極表面在充放電過程中存在 SEI 膜的不斷破碎及生成，持續(xù)地消耗活性鋰離子,，導(dǎo)致庫侖效率及電池循環(huán)壽命降低,。
硅基負(fù)極材料體積變化的影響
為了解決這些問題，科研人員提出多種解決手段,，將金屬,、氧化物 、有機聚合物,、碳等材料與硅復(fù)合,，緩解其體積變化,，提升電化學(xué)穩(wěn)定性。其中,，碳材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電性和力學(xué)性能,，與硅復(fù)合不僅可有效緩解體積膨脹，還可以改善電極導(dǎo)電性并得到穩(wěn)定的 SEI 膜,，硅碳復(fù)合材料是最先進(jìn)入商業(yè)化的硅基負(fù)極材料,。
硅/陶瓷/碳負(fù)極材料
據(jù)研究，硅氧基負(fù)極具有較高理論容量,、惰性基體提高穩(wěn)定性,、成本低、易大規(guī)模制備的優(yōu)勢,，但也存在不可逆容量高,、200%體積膨脹、導(dǎo)電性差,、庫倫效率低等劣勢,；SiOx、SiNx復(fù)合材料也存有制備量小,、難以放大,、制備方法復(fù)雜、原料成本高,、導(dǎo)電性差,、循環(huán)不夠穩(wěn)定、容量難以發(fā)揮,、倍率性能差等缺點,。
對此，有學(xué)者提出能否找一種強度高,、化學(xué)穩(wěn)定性好,，不與鋰反應(yīng)的材料為透鋰中間層，改進(jìn)硅循環(huán)性同時,，不降低首次庫倫效率,？通過研究，學(xué)者發(fā)現(xiàn)硅/陶瓷/碳復(fù)合材料具有制備量大,、制備過程簡單,、寡層石墨烯包覆提高導(dǎo)電性、循環(huán)穩(wěn)定性明顯改善,、容量發(fā)揮較好,、倍率性能優(yōu)越等眾多優(yōu)勢。
2018年9月27-28日,，中國粉體網(wǎng)聯(lián)合中國顆粒學(xué)會能源顆粒材料專委會將在南京舉辦“第二屆能源顆粒材料制備及應(yīng)用技術(shù)高峰論壇”,，屆時魏飛教授將同業(yè)內(nèi)人士探討硅/陶瓷/碳負(fù)極材料的流化床制備技術(shù),。精彩報告，不容錯過,！
魏飛教授簡介
魏飛，博士�,，F(xiàn)任清華大學(xué)化工系教授,、博士生導(dǎo)師，北京市“綠色化學(xué)反應(yīng)工程和技術(shù)”重點實驗室主任,，清華大學(xué)長江學(xué)者特聘教授,。
研究領(lǐng)域包括多相流和多相流反應(yīng)堆。魏教授贏得過很多榮譽和獎勵,，如國家杰出青年科學(xué)獎（1996 ）,，中國青年特殊貢獻(xiàn)獎（1997 ），1999 年被國家教育部授予“杰出科學(xué)家”榮譽稱號,。有超過 200 篇著作和論文出版,。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/三昧）
