4月20-21日,以“聚焦硅基负极突破·擘画固态电池新篇”为主题的“2026硅碳负极材料大会暨固态电池技术交流论坛”在浙江宁波盛大举行。本次大会由中国电子材料行业协会电池材料分会指导支持,电池工业网、北京中工产研联合主办。
本次大会吸引了电池、新能源汽车、储能和电池材料领域的相关重点企业、知名机构和研究院所等数百位代表参会,共同探讨“双碳”目标下的硅碳负极行业发展路径,为行业交流、思想碰撞、资源汇聚搭建重要平台,为推动新质生产力、创新驱动绿色转型注入新动力。

大会主题演讲环节 苏州大学能源学院教授郑洪河进行了以《锂离子电池硅负极负极的关键问题分析与展望》为题的演讲。
郑教授认为,相比与石墨材料,硅材料具有比容量高、工作电压适中、资源丰富的优势,质量容量和体积容量可达4200mAhg-1,Li4.4Si、9786mAhcm-3,且能够在合理电压和避免镀锂之间找到了很好的平衡,具备广阔的市场前景。
同时,由于储锂机制不同,硅材料体积效应巨大,电子、离子传导性以及SEI膜的稳定性方面均存在不足,复杂程度远远超过石墨负极。因此,对硅负极的优化需要从体相到表面到粘结剂、导电剂到电极结构到全电池全方位开展。
首先是硅的体相问题。
从硅的结构上讲,可以分为晶硅与非晶硅,二者容量水平相当,但非晶硅首效低动力学相对较好,循但环稳定性能欠佳;从硅的形貌来看,可以分为零维纳米硅、一维纳米硅、二维硅薄膜等,零维纳米硅是当前应用的重要选择;从颗粒大小来看,一次颗粒尺寸小,比表面高,具有容量和倍率、循环方面的优势,二次颗粒具有容量和倍率、循环方面的优势。
然后是硅碳复合材料问题。
硅与碳之间往往存在竞争性嵌脱锂行为、应力不匹配、电化学串扰、非电极活性物质不匹配等诸多问题,如何发展可实用化的高性能硅碳复合材料成为关键。
在郑教授看来,发展可实用化的高性能硅碳复合材料需要关注多方面的问题,包括硅源的选择、碳材料的选择等。例如硅烷沉积的纳米硅,具备稳定、结晶性低和首次库仑效率高和循环稳定性好等优势,但生产过程控制和要求严格,放大生产过程中有安全隐患。 碳材料方面,当前多孔碳是业内的主要选择,除此之外,需要发展新型高性能碳基底材料。
同时,现阶段应用较多的CVD硅碳制备路线,存在路线长、变量多、成本高、一致性差等不足, 因此需要发展新型高效的硅碳复合技术路线,以避开当前CVD硅碳的突出问题。
他认为,纯硅路线将是下一代硅负极的发展趋势,纯硅从生产,制备,价格方面更有优势,有望成为硅负极的终极路线。
以上根据现场录音整理,未经本人校验审核。


