中國(guó)粉體網(wǎng)訊 今年8月底，由碳一新能源集團(tuán)有限責(zé)任公司(以下簡(jiǎn)稱“碳一”)打造的全球首個(gè)集成人造SEI膜負(fù)極制造項(xiàng)目順利投產(chǎn)，開啟了負(fù)極材料發(fā)展的新未來。經(jīng)過數(shù)月的驗(yàn)證，碳一提供的集成人造SEI膜的碳系、硅系負(fù)極產(chǎn)品已獲得國(guó)內(nèi)外頭部客戶的認(rèn)可，表明集成人造SEI膜的新型硅碳負(fù)極在新能源電池領(lǐng)域具備較高應(yīng)用價(jià)值，未來前景可期。
碳一是以鋰離子電池新型負(fù)極材料為核心業(yè)務(wù)，持續(xù)致力于解決“卡脖子”技術(shù)，尤其是在硅系負(fù)極材料研究領(lǐng)域，碳一利用碳基體為框架結(jié)構(gòu)，結(jié)合氣相沉積技術(shù)，集成人造SEI膜技術(shù)，形成具有良好導(dǎo)電性能及網(wǎng)狀納米-亞納米尺寸的硅顆粒，制備得到的硅碳負(fù)極具有高容量、低膨脹、產(chǎn)氣少、長(zhǎng)循環(huán)、高倍率和高首效等優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)了硅碳負(fù)極在電池應(yīng)用中瓶頸(循環(huán)壽命、膨脹大、成本高)問題解決全方位突破，目前已獲得電芯企業(yè)的廣泛認(rèn)可，代表Si系負(fù)極未來方向。
一、碳一是國(guó)內(nèi)硅系材料業(yè)內(nèi)研究最早，歷史悠久且率先實(shí)現(xiàn)規(guī)�；a(chǎn)的領(lǐng)頭羊
碳一與浙江大學(xué)硅材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，通過自主研發(fā)的生產(chǎn)設(shè)備結(jié)合新型氣相沉積工藝，在保證沉積均勻性的基礎(chǔ)上，建成了目前業(yè)內(nèi)唯一能夠規(guī)�；a(chǎn)的產(chǎn)線。目前，該產(chǎn)線已正常投產(chǎn)。
碳一能夠率先取得產(chǎn)業(yè)化突破，其中一個(gè)原因是公司的基礎(chǔ)技術(shù)、基礎(chǔ)研究源于歷史悠久的浙江大學(xué)硅材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)是1985年由原國(guó)家計(jì)委批準(zhǔn)建設(shè)硅材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，是國(guó)內(nèi)最早建立的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室之一，歷史悠久，底蘊(yùn)深厚。實(shí)驗(yàn)室從上世紀(jì)50年代開始研究硅材料，至今已有70年的歷史，是國(guó)內(nèi)重要的硅材料研究基地。目前實(shí)驗(yàn)室學(xué)術(shù)帶頭人楊德仁院士是國(guó)際知名的硅材料及新能源領(lǐng)域?qū)＜摇?/p>
此外，浙江大學(xué)硅材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室還是國(guó)內(nèi)最早能夠制備甲硅烷氣體，也是最早以甲硅烷氣體為原料制備高純硅料的科研單位，目前已超過60年歷史。同時(shí)浙大硅材料實(shí)驗(yàn)室也是在國(guó)內(nèi)較早地利用甲硅烷來制備納米硅和硅負(fù)極材料的科研單位。
二、碳一突破人造SEI膜技術(shù)，全球唯一集成人造SEI硅系負(fù)極規(guī)�；a(chǎn)
人造SEI膜的概念是2009年由以色列科學(xué)家Emanuel Peled首次提出，并最終由碳一率先突破人造SEI技術(shù)。該項(xiàng)人造SEI膜技術(shù)是碳一首創(chuàng)且兼具“獨(dú)特性、顛覆性、唯一性”，該技術(shù)應(yīng)用于Si系負(fù)極，可有效抑制循環(huán)膨脹，延長(zhǎng)循環(huán)壽命，減少內(nèi)阻。同時(shí)，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)(碳納米管)集成化，使用硅系材料在制作電池時(shí)無需額外加入碳納米管變成現(xiàn)實(shí)，大大簡(jiǎn)化制程工藝，解決了碳納米管難分散的痛點(diǎn)，大幅提升生產(chǎn)效率并降低負(fù)極使用成本。
集成人造SEI膜 SiOx
集成人造SEI膜 SiC
硅系材料在嵌鋰時(shí)會(huì)發(fā)生明顯體積膨脹，為了保證硅材料和石墨以及集流體之間的電接觸，使用硅系負(fù)機(jī)材料時(shí)要加入單壁碳納米管以保證導(dǎo)電性。然而單壁碳管價(jià)格高而且難以分散，會(huì)增加電池的制作工藝難度。碳一“集成人造SEI膜技術(shù)”將單壁碳納米管緊密結(jié)合在硅材料表面，通過與國(guó)內(nèi)頭部電芯客戶的合作開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了硅負(fù)極漿料中無須額外添加單壁碳管。該技術(shù)極大地降低硅負(fù)極的使用門檻，大幅降低硅系負(fù)極材料使用成本。
常規(guī)硅負(fù)極：大量CNT分布在石墨表面，少量CNT在硅表面
集成人造SEI膜硅負(fù)極：CNT幾乎全部分布在硅表面
目前碳一已建成萬噸級(jí)集成人造SEI膜的碳系、硅系負(fù)極產(chǎn)線，相關(guān)技術(shù)專利已獲取，產(chǎn)品已獲得了國(guó)際頭部電芯客戶的認(rèn)可和明確訂單意向，國(guó)內(nèi)客戶不再額外添加碳管也得到驗(yàn)證，以下是電芯客戶反饋數(shù)據(jù):
碳一作為新能源材料創(chuàng)新領(lǐng)域的一支生力軍，碳一存在的價(jià)值在于“定義負(fù)極新未來”，致力于開發(fā)“與眾不同，獨(dú)一無二”的新技術(shù)、新產(chǎn)品，期待用3年左右的時(shí)間再次為行業(yè)帶來改變，使之不被超越!
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/蘇簡(jiǎn)）
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