锂离子电池纳米硅碳负极材料能否替代石墨烯吗？
来源：宝鄂实业
2019-10-21 05:30
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商业化的锂离子电池主要是以石墨为负极材料，石墨的理论比容量为372mA·h/g，而市场上的高端石墨材料已经可以达到360～365mA·h/g，因此相应锂离子电池能量密度的提升空间已相当有限。硅负极相比石墨负极具有更高的质量能量密度和体积能量密度，采用硅负极材料的锂离子电池的质量能量密度可以提升8%以上，体积能量密度可以提升10%以上，同时每千瓦时电池的成本可以下降至少3%，因此硅负极材料将具有非常广阔的应用前景。
硅碳复合负极材料中硅作为活性物质提供储锂容量；碳作为分散基体缓冲硅颗粒嵌脱锂时的体积变化，保持电极结构的完整性，并维持电极内部电接触。
纳米硅碳作为锂离子电池负极资料,具有高储锂容量、杰出电子通道、较小应变及促使SEI膜安稳成长的环境。根据上述长处,该资料有望替代石墨成为下一代高能量密度锂离子电池负极资料。新能源汽车产业迎来了爆发性的增长，将带动上游锂离子电池及负极材料市场规模的大幅提升，而纳米硅碳负极材料高能量密度的特点将颇具竞争优势。
在规模储能领域，纳米硅碳负极材料也将拥有较大的应用前景。随着我国工业化、信息化水平的持续提升，电力系统呈现发电装机容量和电网输配电容量不断提高、现代电力系统的峰谷负荷差加大、可再生能源并网量增加、电力系统复杂程度提升、用户端对电能质量要求提高等显著特点。作为优良备用电源的储能电站，正逐步成为构筑现代电力系统的关键技术之一。
锂离子电池作为目前应用最广泛的储能电池，相比电动车领域，储能电站领域对锂离子电池能量密度的要求更高，而采用纳米硅碳负极材料对满足这种需求提出了可能的解决方案。
