中國粉體網(wǎng)訊 近日，歐陽明高院士工作站負(fù)極材料成果發(fā)布會(huì)暨四川華宜清創(chuàng)新材料科技有限公司（簡稱：華宜清創(chuàng)）揭牌儀式在四川宜賓南溪舉行。這也標(biāo)志著作為固態(tài)電池新一代關(guān)鍵材料的硅碳負(fù)極材料，在宜賓實(shí)現(xiàn)了從理論到實(shí)踐、從研發(fā)到應(yīng)用、從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)線的成功轉(zhuǎn)化。
據(jù)了解，歐陽明高院士工作站，一直致力于推動(dòng)以動(dòng)力電池為核心的新能源汽車全技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，重點(diǎn)圍繞電池安全、先進(jìn)材料、快充快換、新能源汽車大數(shù)據(jù)、動(dòng)力電池全生命周期管理等智慧能源生態(tài)最新技術(shù)領(lǐng)域開展科技研發(fā)，四年來，已申請(qǐng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)230余項(xiàng)、現(xiàn)有授權(quán)專利210項(xiàng)，孵化科技創(chuàng)新成果轉(zhuǎn)化企業(yè)20余家，為宜賓動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)科技創(chuàng)新和科技成果轉(zhuǎn)化發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。
華宜清創(chuàng)是歐陽明高院士工作站在宜重要科技成果轉(zhuǎn)化之一，也是院士工作站落地宜賓4年以來，持續(xù)深化政產(chǎn)學(xué)研合作、深化科技創(chuàng)新和成果轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化的重要表現(xiàn)，其成立將為宜賓打造全球一流動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)集群提供強(qiáng)勁助力。
華宜清創(chuàng)主要聚焦于低成本、高比容量和長壽命鋰離子電池硅基材料的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。其硅碳負(fù)極材料擁有超高容量、高首效和高倍率，在新型硅基負(fù)極產(chǎn)業(yè)鏈中處于領(lǐng)先地位，憑借成熟的技術(shù)工藝路線，成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于同類硅碳產(chǎn)品。在業(yè)界取得了良好的評(píng)價(jià)和反響，推動(dòng)了高能量密度鋰離子電池的技術(shù)發(fā)展和商業(yè)化進(jìn)程，推動(dòng)了硅碳負(fù)極全電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)度，推動(dòng)了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的配套和發(fā)展。
針對(duì)硅碳負(fù)極行業(yè)存在的技術(shù)路徑單一且受限、產(chǎn)品批次穩(wěn)定性差以及難以實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)等痛點(diǎn)，華宜清創(chuàng)重磅推出了高比容量及超高比容量硅碳負(fù)極系列產(chǎn)品，有力地助推液態(tài)電池進(jìn)一步提升電芯能量密度，加快全固態(tài)電池的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。
華宜清創(chuàng)董事長楊敏表示，華宜清創(chuàng)在技術(shù)和成本方面具有明顯優(yōu)勢。采用“一步法”制備的硅碳負(fù)極材料，適用于硫化物全固態(tài)電池體系，有效解決了碳材料與硫化物電解質(zhì)之間的副反應(yīng)問題。目前，華宜清創(chuàng)研發(fā)的比容量為1500mAh/g硅碳負(fù)極材料，經(jīng)過1000次循環(huán)后，容量保持率高于82%。目前已與國內(nèi)外多家固態(tài)電池企業(yè)達(dá)成深度合作。
發(fā)布會(huì)上，歐陽明高院士表示，硅碳負(fù)極是全固態(tài)電池體系中重要的一環(huán)。
關(guān)于硅碳負(fù)極的制備可以分為兩個(gè)階段，首先利用富碳材料經(jīng)高溫碳化并活化刻蝕制造出多孔碳骨架結(jié)構(gòu)（制備多孔碳），隨后向多孔碳骨架的孔隙中輸送含硅化合物，經(jīng)高溫?zé)峤馐箽怏w沉淀成硅納米顆粒（填充硅）。
多孔碳的制備
多孔碳骨架的核心目的：1）有效儲(chǔ)硅；2）緩解硅在嵌鋰過程中的體積膨脹；3）減少硅與電解質(zhì)接觸、抑制電解質(zhì)膜的生產(chǎn)。因此，多孔碳骨架好壞直接決定后續(xù)CVD量產(chǎn)后的產(chǎn)品性能，包括孔隙率、孔隙一致性等指標(biāo)。此外還需注意的是，不同參數(shù)性能的多孔碳需要與不同的石墨相匹配，才能在電池端表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。
硅的填充
目前，以硅烷為原料、采用氣相沉積CVD法在多孔碳中沉積硅是確定性技術(shù)路線，1噸硅碳負(fù)極原料需要0.6-0.8噸硅烷、0.5噸多孔碳。
硅烷氣具有以下幾個(gè)特性：特氣資質(zhì)特性（a. 生產(chǎn)硅烷的資質(zhì)備案門檻較高；b. 資產(chǎn)投入極重）；產(chǎn)線一般很難停產(chǎn)，一旦供大于求，會(huì)導(dǎo)致其價(jià)格的急劇下跌。
現(xiàn)階段影響硅碳負(fù)極的關(guān)鍵因素分析
1、單噸硅碳負(fù)極成本和工藝
1噸硅碳負(fù)極=0.5噸多孔碳（生物基18萬*0.5=9萬，樹脂基35萬*0.5=17.5萬）+0.7噸硅烷（18萬*0.7=12.6萬）。生物基21.6萬，樹脂基30.1萬，其中活化刻蝕工藝的成本和品質(zhì)也是核心因素之一。依據(jù)能量密度提升比例和現(xiàn)有石墨價(jià)格，計(jì)算碳負(fù)極原料的臨界成本約為20-25萬/噸。
2、沉積硅烷的CVD設(shè)備
目前市面上工藝成熟且可大批量供貨的為20 kg級(jí)CVD設(shè)備，年產(chǎn)量6噸，設(shè)備價(jià)格60-65萬元（1年產(chǎn)值約300萬元）。百公斤級(jí)設(shè)備，設(shè)備廠商尚不能批量化供貨、大部分硅碳廠在“自研”（和科研機(jī)構(gòu)合作開發(fā)CVD設(shè)備、自己有CVD設(shè)備研發(fā)團(tuán)隊(duì)等）。
所以，此次歐陽明高院士工作站負(fù)極材料成果發(fā)布會(huì)的舉行，不僅是硅碳負(fù)極材料從理論到實(shí)踐、從研發(fā)到應(yīng)用、從實(shí)驗(yàn)室到生產(chǎn)線的成功轉(zhuǎn)化，也是有助于全固態(tài)電池體系發(fā)展的重要一環(huán)。
參考來源：
歐陽明高院士工作站負(fù)極材料成果發(fā)布會(huì)暨四川華宜清創(chuàng)新材料科技有限公司揭牌儀式圓滿舉行.華宜清創(chuàng)官網(wǎng)
歐陽明高院士工作站成果發(fā)布暨宜賓固態(tài)電池創(chuàng)新產(chǎn)業(yè)園啟動(dòng)儀式舉行.宜賓發(fā)布
硅碳負(fù)極步入大批量應(yīng)用前夕.九派資本
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/蘇簡）
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