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硅碳材料的制备

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硅碳材料,一般来讲,有两种说法,一是说硅碳材料值纳米硅碳和硅氧材料。另一种说硅碳材料,就是 纳米硅碳。不管怎样,我这里说硅碳材料就是指的纳米硅碳材料。一直想给大家分享一下这类的知识。硅碳材料主要的运用场景会有两个,一个是高端的消费类锂离子电池上用到,另一类是在动力电池上会有用到。可以套用一句广告语,用了硅碳,保你能量密度提升10%。这就是用硅碳材料的一个好处。今天主要讲一下制备方法:
也要分两种路线,一种选择的是气相的纳米硅,另外一种采用的是液相磨的硅。两种总体评价我的看法是,第一种容量首效明显好,第二种是循环明显好。为什么会有这种现象,我到时有数据支撑。
先回到硅碳材料的制备上吧,硅碳制备和传统的石墨制备感觉会有很多想通的地方,就是不能引入杂质和控制比表面。第一步是硅和石墨的复合(当然,前面的硅来源也是一个重要的工序,这里先不讲),怎么将硅和石墨复合这个是一个难点,很多厂家都是采用一些类似的带双亲基团的有机物将二者连在一起,一般的结构是硅会附在石墨表面,没有明显硅单独团聚的现象。所用到的设备大概是造粒的设备。包括喷雾,混捏机。这里的技术难点刚才提了一点,就是硅和石墨怎么黏在一起,还有一个问题也是随着第一个问题而来的,怎样的结构设计可以使得硅和石墨黏在一起,包括选择粒径和石墨类型。第二步就是包覆,这里包覆和石墨类似,采用的一般是残炭率高,结焦比较致密的沥青为包覆材料,这里会用到混合设备,三偏心,VC机等等。技术难点是沥青怎么能够均匀的分散在硅和石墨结构体上面。第三点就是碳化,这里考虑的是如何将碳化材料均匀包覆,当然也要考虑,沥青碳化的结晶度和对应的硅的结晶度的变化。这一点很容易忽略,需要专门的去考虑包覆均匀和升温制度。第四点就是破碎和粉碎,就是粒度的控制,保证打散过程不能讲包覆层破坏,要考虑材料的剪切应力和弹性模量。最后就是除磁包装,这个和石墨是相通的,不细说。以上,就是目前B公司和其他的一些硅碳企业采用的技术路线,这个不是秘密,倒是提出这些技术点,需要重点突破。


IP属地:广东1楼2019-06-05 16:07回复