纳米硅粉的突破应用：硅负极与碳复合材料优势互补，体积膨胀改善明显

来源：广州宏武材料科技有限公司发布时间：2023-12-26浏览量：次

内行都知道，硅、石墨均是电池的关键材料。现实应用中，硅电极会因反复充电而膨胀，造成安全威胁。

纳米硅粉主要应用于储能电池和动力电池的负极材料。硅电极远超于石墨10倍的存储能力，纳米硅粉重量只有石墨的五分之一，能量密度超现有电池40%。这意味着，用纳米硅粉100%替换石墨材料，可以直接让电动汽车的续航里程增加40%，并把充电时间减少80%。充电10分钟，行驶800公里不再是梦！

纳米硅粉能突破硅材料的局限，多因其中复合了一种碳质材料。从分子层面来说，就是碳稳定的分子形态支撑住了硅不稳定的特性，让电池拥有高密度能量的同时，寿命也是杠杠的，膨胀程度与如今的锂电池相当。

硅负极与碳复合材料优势互补，体积膨胀改善明显。碳负极材料具有良好的循环稳定性能和优异的导电性，且锂离子对其层间距并无明显影响，在一定程度上可以缓冲和适应硅的体积膨胀；此外，硅与碳化学性质相近，二者结合紧密，因此碳常用作与硅复合的首选基质。在硅碳复合体系中，硅颗粒作为活性物质，提供储锂容量；碳既能缓冲充放电过程中硅负极的体积变化，又能改善硅系材料的导电性，还能避免硅碳颗粒在充放电循环中发生团聚。因此硅碳复合材料综合吸收了二者特有的优点，在锂电池上表现出高质量比容量和长循环寿命，代替石墨成为新一代锂离子电池负极材料。

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