下一代锂离子电池的主要正极材料会是什么？
来源：宝鄂实业
2019-12-01 21:25
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锂离子电池用纳米级硅碳正极材料有望取代石墨烯。近年来，我国锂离子电池产业发展迅速。在锂离子电池行业大规模投资的带动下，对锂离子电池正极材料的需求不断上升。纳米级硅碳复合正极材料越来越受到人们的重视，被科学家们称为“锂负极材料的新大陆”。
锂离子电池用纳米级硅碳正极材料有望取代石墨烯
锂离子电池正极材料。JPG
目前，商用锂离子电池主要以石墨为阴极材料。石墨的理论比容量为372mA·h/g，而市场上的高端石墨材料可以达到360 ~ 365mA·h/g。因此，提高锂离子电池能量密度的空间十分有限。硅阳极石墨阳极的质量相比具有较高的能量密度和能量密度,体积使用硅阳极材料的锂离子电池能量密度可以提高8%以上,质量体积能量密度可以增加超过10%,而成本每千瓦时电池可以减少至少3%,因此硅负极材料将有很广阔的应用前景。
硅碳复合正极材料中的硅为活性材料提供了锂的存储容量。在去锂过程中，碳作为缓冲硅颗粒嵌入分散的基体中，体积的变化可以保持电极结构的完整性，保持电极内部的电接触。
纳米si-c作为锂离子电池的负极材料，具有锂离子存储容量大、电子通道优良、应变小、生长环境稳定等优点。基于以上优点，本数据有望替代石墨作为下一代高能量密度锂离子电池的阴极数据。新能源汽车行业迎来了爆发式增长，这将带动上游锂离子电池和负极材料的市场规模大幅提升，纳米硅碳负极材料的高能量密度特性将具有竞争优势。
在规模储能领域，纳米硅碳正极材料也将有更大的应用前景。工业化和信息化的持续改进在中国,电力系统一直以持续改进发电装机容量的电网和电力传输和分配能力,热电负荷的增加现代电力系统的差异,增加可再生能源接入电网的电力系统的复杂性的增加,提高客户对电能质量的要求。作为具有良好备用电源的储能电站，正逐渐成为建设现代电力系统的关键技术之一。
锂离子电池是目前应用最广泛的储能电池。与电动汽车领域相比，锂离子电池在储能电站领域对能量密度的要求更高，而纳米硅碳正极材料的使用为满足这一需求提供了可能的解决方案。同时，航空航天、船舶等领域对锂离子电池提出了更高的能量密度和功率密度要求。纳米硅碳材料也是现阶段最有前途的锂离子电池正极材料，其应用前景十分广阔。
纳米技术作为新时代的前沿技术，将纳米技术应用于锂电池正极材料必将给行业带来新一轮的技术突破。硅基材料作为锂离子电池的负极，具有容量大、来源广、环保等优点，有望取代目前广泛使用的石墨负极，成为下一代锂离子电池的主要负极材料。
