中國粉體網(wǎng)訊 硅碳負極材料因兼具高容量與長循環(huán)壽命優(yōu)勢，成為下一代鋰離子電池的關(guān)鍵材料。但長期以來，硅在充放電過程中高達300%以上的體積膨脹問題，嚴重阻礙其大規(guī)模應(yīng)用。
不過，近年來行業(yè)研發(fā)取得關(guān)鍵突破，化學(xué)氣相沉積法（CVD法）技術(shù)的普及成為“破局點”。通過納米級涂層技術(shù)，CVD法可有效抑制硅材料體積膨脹，使硅碳負極首效從75%提升至88%，循環(huán)壽命突破1000次大關(guān)，讓硅碳負極從實驗室走向產(chǎn)業(yè)化成為可能。
CVD法硅碳的做法是將硅烷通入多孔炭，然后將硅烷熱解生成納米硅顆粒，使其沉積在多孔炭孔隙中生成硅碳復(fù)合材料；之后再進行碳包覆，即可用于制備負極。
多孔炭在硅碳負極中作為骨架材料使用，可以起到控制硅體積膨脹和降低副反應(yīng)的作用。多孔炭內(nèi)部的孔隙可以緩沖硅在嵌鋰過程中的體積膨脹；碳包覆減少了硅與電解液的直接接觸，抑制了SEI膜的重復(fù)生長，可以提升鋰電池首次效率和循環(huán)性能。
伴隨CVD硅碳的逐步應(yīng)用，多孔炭規(guī)�；帕吭诩�。不過，多孔炭作為新興行業(yè)，格局尚未明確，技術(shù)路線也未定型。從生產(chǎn)原料角度，目前最常見的多孔炭材料前驅(qū)體主要包括生物質(zhì)材料、高分子聚合物材料、煤基材料等。
其中，生物質(zhì)和樹脂類路線構(gòu)成主流。生物質(zhì)類多孔炭憑借成本優(yōu)勢（15萬/噸左右），已批量用于消費電池。樹脂類價格高（30-50萬/噸），但基于其一致性更好（樹脂工藝的可控制性更強），對應(yīng)產(chǎn)品的膨脹率更低，對應(yīng)硅碳的摻雜比例可以更高（從5-10%提升至10%-15%）。
從造孔工藝角度，多孔炭主要分五種路線：物理活化法、化學(xué)活化法、模板法、生物質(zhì)法、CVD法。
不同工藝路線生產(chǎn)多孔炭
其中，物理活化法優(yōu)勢在于成本較低，缺陷在于孔分布隨機，比表面積波動大；化學(xué)活化法優(yōu)勢在于孔徑可控，缺陷在于污染嚴重、成本高；模板法優(yōu)勢在于孔徑均一性高，缺陷在于難以量產(chǎn)；生物質(zhì)法優(yōu)勢在于成本最低，環(huán)保，缺陷在于孔徑結(jié)構(gòu)不可控，灰分較高；CVD法優(yōu)勢在于可設(shè)計空隙，缺陷在于設(shè)備投資高。
江蘇鈉博恩新材料有限公司成立于2023年4月，公司主營鈉離子電池負極材料和多孔炭材料研發(fā)、生產(chǎn)和銷售，由多名行業(yè)專家博士創(chuàng)建，擁有多項核心發(fā)明專利技術(shù)。在多孔炭材料方面，產(chǎn)品已經(jīng)通過蘭溪致德、常州硅源等公司的客戶檢測。目前公司在規(guī)劃建設(shè)千噸級量產(chǎn)線，生產(chǎn)多孔炭材料、硅碳復(fù)合材料等，向市場進行推廣。
針對各類負極材料的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)與國內(nèi)外市場狀況，中國粉體網(wǎng)將于2025年6月24-25日在安徽·合肥舉辦第二屆硅基負極材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇暨2025CVD硅碳負極材料前沿技術(shù)論壇。大會旨在為負極材料產(chǎn)業(yè)鏈上中下游企業(yè)搭建深度交流的平臺，開展產(chǎn)、學(xué)、研合作，助推負極材料行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。屆時，來自江蘇鈉博恩新材料有限公司的劉燦總經(jīng)理將作題為《硅碳負極多孔炭材料的產(chǎn)業(yè)化》的報告。
本報告將重點探討多孔炭材料的可控制備技術(shù)（如模板法、CVD法等）、孔隙結(jié)構(gòu)優(yōu)化策略及其對硅負載與電化學(xué)性能的影響，并分享量產(chǎn)工藝優(yōu)化與成本控制經(jīng)驗。此外，將分析硅碳負極在動力電池、儲能等領(lǐng)域的應(yīng)用前景，為產(chǎn)業(yè)化推進提供技術(shù)參考與市場展望。
專家簡介：
曾任上海杉杉市場營銷部部長、東莞市杉杉電池材料有限公司總經(jīng)理、長沙杉杉動力電池有限公司總經(jīng)理，主營鋰電池負極材料、電解液、鋰電池的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售。
曾任澳大利亞上市企業(yè)GALAXY RESOURCES LIMITED （銀河資源有限公司）亞太地區(qū)技術(shù)及商務(wù)發(fā)展經(jīng)理，主營鋰輝石開采、碳酸鋰制造、動力鋰電池的生產(chǎn)銷售。
2023/4-至今，任職深圳鈉博恩、江蘇鈉博恩法人、總經(jīng)理，主營鈉離子電池負極材料、鋰電池硅碳負極多孔炭材料。
參考來源：國金證券《鋰電池硅負極深度：CVD硅碳重塑產(chǎn)業(yè)鏈，邁向動力場景0-1》
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/喬木）
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