藍(lán)海黑石攻克硅碳負(fù)極膨脹難點(diǎn)

作為一家專注于新材料、新能源技術(shù)研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)，北京藍(lán)海黑石科技有限公司(下稱“藍(lán)海黑石”)以自主研發(fā)的水性粘結(jié)劑進(jìn)駐鋰電領(lǐng)域，如今又積極攻占硅碳負(fù)極制高點(diǎn)。

按照國(guó)家動(dòng)力電池技術(shù)路線圖的規(guī)劃，2020年鋰離子電池的單體能量密度目標(biāo)為350Wh/kg，依賴傳統(tǒng)的石墨根本不可能實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，屬于硅碳負(fù)極的時(shí)代即將到來。

調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2017年負(fù)極材料出貨15萬噸左右，但硅碳負(fù)極僅出貨1000多噸，占整個(gè)比例不到1%。在下游動(dòng)力電池能量密度提升需求迫切形勢(shì)下，預(yù)計(jì)到2020年，硅碳負(fù)極有望達(dá)到負(fù)極材料出貨比例10%以上。這其中的市場(chǎng)空間令不少企業(yè)垂涎三尺。

在藍(lán)海黑石總經(jīng)理羅賀斌看來，當(dāng)前硅碳負(fù)極的應(yīng)用還存在著兩大難題：一是性能尚不能滿足應(yīng)用要求，膨脹和首效問題有待解決；二是成本偏高，需求量仍然偏小。

“硅碳負(fù)極實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用的前提在于技術(shù)難點(diǎn)是否被攻克。”羅賀斌表示，目前石墨負(fù)極的首效達(dá)90%以上，而硅碳負(fù)極僅80%多，這中間差距仍然很大。即便首效問題可以暫時(shí)擱置，但膨脹問題涉及電池安全，這絕對(duì)不允許馬虎對(duì)待。

目前行業(yè)內(nèi)通常采用摻雜及包覆的方式來解決硅碳負(fù)極膨脹問題，但效果并不太理想。誰能真正解決膨脹問題，誰就占領(lǐng)了硅碳負(fù)極的制高點(diǎn)。

羅賀斌透露，藍(lán)海黑石自2015年起與西北工業(yè)大學(xué)開始合作研發(fā)硅碳負(fù)極，經(jīng)過苦心專研終于找到解決思路。“硅膨脹是其固有的性能，我們想辦法讓它在固有的空間里，在宏觀表面上不會(huì)展現(xiàn)出來。就像一個(gè)小孩調(diào)皮一樣，再怎么鬧就在固定空間里面鬧就可以了。”

根據(jù)這一研發(fā)思路，藍(lán)海黑石新推出的硅碳負(fù)極產(chǎn)品擁有低膨脹、高容量等顯著優(yōu)勢(shì)。目前該產(chǎn)品已經(jīng)到中試級(jí)別(采用難度極大的軟包電池測(cè)試)，計(jì)劃明年上半年量產(chǎn)。

值得一提的是，從技術(shù)角度來看，要讓硅碳負(fù)極材料性能得到充分發(fā)揮，還需要包括正極材料、電解液和粘合劑在內(nèi)的“一攬子”配方和工藝解決方案。

其中，適用于硅碳材料的粘合劑要比一般產(chǎn)品的粘結(jié)能力要強(qiáng)，包括與硅碳的粘結(jié)能力及產(chǎn)品本身的內(nèi)聚力都要很強(qiáng)。硅在膨脹的時(shí)候，粘合劑能拉住它；在拉的時(shí)候，粘合劑適度變形，能恢復(fù)原狀，以保證電池的性能及壽命。

作為水性粘結(jié)劑專業(yè)供應(yīng)商，藍(lán)海黑石在研發(fā)與硅碳負(fù)極配套粘結(jié)劑方面有著天然優(yōu)勢(shì)。

“我們目前的粘結(jié)劑產(chǎn)品在嘗試與硅碳負(fù)極配套，專門為硅碳負(fù)極改性的產(chǎn)品在研發(fā)當(dāng)中。未來公司硅碳負(fù)極將配套專用粘結(jié)劑品牌。”羅賀斌表示。