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宁波材料所:制备高稳定的石墨烯复合硅碳负极材料
2021年04月15日 发布 分类:技术前沿 点击量:164
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近日,中科院科技促进发展局组织了宁波材料技术与工程研究所刘兆平团队针对硅碳负极材料的体积膨胀问题的“石墨烯产业化应用技术研发与应用示范”项目结题验收。

自机械抑制石墨烯复合硅碳负极材料制备

研究团队从源头出发,构筑出高机械稳定的自机械抑制石墨烯复合硅碳负极材料。研究表明,石墨烯改性后的SGC负极,粉体电导率可提高2个数量级以上;石墨烯含量≥7wt%时,石墨烯的润滑作用有利于提升粉体压实密度。SiOx本征可逆脱锂容量和LixSi相对含量分析表明,SGC复合负极可显著调控SiOx摄锂量,石墨烯含量越多,SiOx可逆容量越低。石墨烯的嵌脱锂行为受到SiOx充放电过程中体积膨胀产生的应力影响。总之,SGC复合负极材料可抑制SiOx摄锂量,降低体积膨胀,提升循环稳定性。不同石墨烯改性硅碳复合负极与石墨复配容量约850mAh/g,软包电池首次可逆容量约5.0mAh/cm2,0.5C循环和80%容量截止条件下,循环寿命从198次提升至576次,即使在极端电芯制备工艺条件下,353Wh/kg的软包电池500周循环容量保持率仍可达78.1%。

研究团队依托宁波富理电池材料科技有限公司建成了百吨级的石墨烯复合硅碳负极材料中试生产线。应用该高性能的石墨烯复合硅碳负极材料,进一步研制出能量密度达350-400Wh/kg的系列新型高能量密度锂离子电池,在2020年未来储能技术创新构想征集与挑战赛中获得长循环寿命高能量密度锂离子电池极限挑战类参赛项目一等奖;与宝能集团旗下昆山聚创新能源科技有限公司共同研发并实现310Wh/kg动力电池装车应用示范。

参考来源:中科院网站


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