2022年，國家能源局發(fā)布《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》中強調(diào)：加快發(fā)展固態(tài)鋰離子電池等新一代高能量密度儲能技術(shù)。為什么他們對固態(tài)電池這么有信心，原因有三：

一、固態(tài)電池不可燃、無腐蝕、不揮發(fā)、不漏液，耐高溫的固態(tài)電解質(zhì)取代電解液、電解質(zhì)鹽與隔膜，有望從根本上解決電池安全性問題；

二、固態(tài)電池能量密度高，而且工作溫度范圍寬、支持超級快充，是實現(xiàn)“加電比加油方便”的最短鍵程；

三、固態(tài)電池可大幅為系統(tǒng)減重，其電芯內(nèi)不含液體，可先串聯(lián)再封裝。同時因其完全不可燃的特性，電動汽車中BMS溫控組件將不復(fù)存在，有效提升續(xù)航里程。

傳統(tǒng)電池與固態(tài)電池的比較

而要發(fā)展固態(tài)電池，關(guān)鍵就在于高比容量電極材料，它對實現(xiàn)高安全、高能量密度儲能技術(shù)具有重要意義。

硅負極的重要性

目前固態(tài)電池負極材料目前主要集中在金屬鋰負極材料、碳族負極材料和氧化物負極材料三大類。其中碳族的碳基以石墨類材料為典型代表，石墨碳具有適合于鋰離子嵌入和脫出的層狀結(jié)構(gòu)，具有良好的電壓平臺，充放電效率在90%以上，然而理論容量較低（僅為372mAh/g）是這類材料最大的不足，并且目前實際應(yīng)用己經(jīng)基本達到理論極限，無法滿足高能量密度的需求。

而硅負極具有最高的理論質(zhì)量比容量（～3600mAh/g）和豐富的資源儲備，硅的嵌鋰電位較高，避免了鋰負極難以克服的枝晶問題，兼具高安全性和高容量的特點。目前硅在液態(tài)電池中有部分使用，固態(tài)電池廠家也一致認可硅負極，因此它在鋰離子固/液態(tài)電池中都有廣闊的應(yīng)用前景。

為了進一步降低硅負極的應(yīng)用成本，中南大學冶金與環(huán)境學院周向陽課題組運用中南大學頗有特色的綠色低碳冶金技術(shù)，開發(fā)了低成本、短流程的高性能硅負極材料制備工藝，產(chǎn)品可應(yīng)用于鋰離子固/液態(tài)電池中，取得了良好的使用效果，通過了有關(guān)鑒定，具有巨大的應(yīng)用潛力。

如果您想對這種工藝了解更多，歡迎關(guān)于即將于12月25-27日于珠海舉辦的“2022年全國新能源粉體材料暨增效輔材創(chuàng)新發(fā)展論壇（第二屆）”，來自中南大學的張亞光博士將介紹該課題組在固/液電池用硅負極的研究成果，并探討新一代硅基負極材料在固態(tài)電池中的應(yīng)用前景。

關(guān)于報告人

張亞光，中南大學冶金與環(huán)境學院講師。博士畢業(yè)于浙江大學硅材料國家重點實驗室，師從楊德仁院士。已在Materials Today Nano、Nanoscale等國際期刊發(fā)表多篇論壇，國內(nèi)授權(quán)專利10余項，曾獲評杭州市D級人才（市領(lǐng)軍人才）。

珠海新能源論壇會務(wù)組

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