
充放電過(guò)程中,體積膨脹可達(dá)300%,這會(huì)導(dǎo)致硅材料顆粒粉化,造成材料容量損失。同時(shí)吸液能力差。 循環(huán)壽命差:目前正在通過(guò)硅粉納米化,硅碳包覆、摻雜等手段解決以上問(wèn)題,且部分企業(yè)已經(jīng)取得了一定進(jìn)展。
相關(guān)研發(fā)企業(yè):目前各大材料廠商紛紛在研發(fā)硅碳復(fù)合材料,如BTR、斯諾、星城石墨、湖州創(chuàng)亞、上海杉杉、華為、三星等?!?guó)內(nèi)負(fù)極材料企業(yè)研發(fā)硅基材料的情況是:大部分材料商都還處于研發(fā)階段,目前只有上海杉杉已進(jìn)入中試量產(chǎn)階段。

循環(huán)壽命長(zhǎng)(可達(dá)10000次以上),屬于零應(yīng)變材料(體積變化小于1%),不生成傳統(tǒng)意義的SEI膜; 安全性高:其插鋰電位高,不生成枝晶,且在充放電時(shí),熱穩(wěn)定性極高; 可快速充電。
相關(guān)研發(fā)企業(yè):珠海銀隆、四川興能、湖州微宏動(dòng)力有限公司、深圳貝特瑞新能源材料股份有限公司、湖南杉杉新材料有限公司以及安徽和深圳周邊的多家規(guī)模較小的鈦酸鋰生產(chǎn)廠家。
高比容量:鋰離子在石墨烯中具有非化學(xué)計(jì)量比的嵌入、脫嵌,比容量可達(dá)700~2000 mAh/g; 高充放電速率:多層石墨烯材料的層間距離要明顯大于石墨的層間距,更有利于鋰離子的快速嵌入和脫嵌。石墨烯具有良好的導(dǎo)電性能,但其二維微觀結(jié)構(gòu)的易相互堆疊導(dǎo)致對(duì)石墨烯獨(dú)立電極材料的研究并不理想。主要表現(xiàn)為電池的倍率性能差、循環(huán)效率低等方面。

作負(fù)極材料:石墨烯的克容量較高,可逆容量約700mAh/g,高于石墨類負(fù)極的容量。另外,石墨烯良好的導(dǎo)熱性能確保其在電池體系中的穩(wěn)定性,且石墨烯片層間距大于石墨,使鋰離子在石墨烯片層間擴(kuò)散通暢,有利于提高電池功率性能。由于石墨烯的生產(chǎn)工藝不成熟,結(jié)構(gòu)欠穩(wěn)定,導(dǎo)致石墨烯作為負(fù)極材料仍存在一定問(wèn)題,如首次放電效率較低,約65%;循環(huán)性能較差;價(jià)格較高,明顯高于傳統(tǒng)石墨負(fù)極。 作為正負(fù)極添加劑:可提高鋰電池的穩(wěn)定性、延長(zhǎng)循環(huán)壽命、增加內(nèi)部導(dǎo)電性能。
相關(guān)研發(fā)企業(yè):珈偉股份,東旭光電,青島昊鑫新能源,廈門凱納等

相關(guān)研發(fā)企業(yè):天奈科技、納米港等
首次放電效率很低; 材料在循環(huán)過(guò)程析氧,帶來(lái)安全隱患; 循環(huán)壽命很差; 倍率性能偏低。
相關(guān)研發(fā)企業(yè):中國(guó)科學(xué)院寧波材料所等
相關(guān)研發(fā)企業(yè):湖南杉杉、當(dāng)升科技、廈門鎢業(yè)、科恒股份等
提高隔膜耐熱收縮性,防止隔膜收縮造成大面積短路; 涂覆材料熱傳導(dǎo)率低,防止電池中的某些熱失控點(diǎn)擴(kuò)大形成整體熱失控。
相關(guān)研發(fā)企業(yè):星源材質(zhì)、上海恩捷、中材科技、義騰隔膜、天津東皋、璞泰來(lái)等
循環(huán)壽命長(zhǎng):降低了循環(huán)過(guò)程中的機(jī)械微短路,有效提升循環(huán)壽命; 高倍率性:高純納米氧化鋁在鋰電池中可形成固溶體,提高倍率性和循環(huán)性能; 高純納米氧化鋁還具有非常優(yōu)良的導(dǎo)熱性能:電池溫度過(guò)高時(shí),這種材料可以很好地進(jìn)行熱量傳導(dǎo),從而解決了PP/PE材料導(dǎo)熱性差的問(wèn)題; 良好浸潤(rùn)性:高純納米氧化鋁粉末具有良好的吸液及保液能力; 高純納米氧化鋁材料還具有優(yōu)良的阻燃性:這是因?yàn)檠趸X材料本身就是非常優(yōu)良的阻燃劑,即使因?yàn)闇囟冗^(guò)高,達(dá)到燃燒零界點(diǎn),該材料的良好的阻燃性能會(huì)阻止大范圍的燃燒甚至爆炸; 電流過(guò)大時(shí),能夠阻斷電流:隨著鋰離子電池容量的不斷提高,內(nèi)部蓄積的能量越來(lái)越大,內(nèi)部溫度會(huì)提高,有可能出現(xiàn)溫度過(guò)高使負(fù)極隔膜被融化而造成短路。
相關(guān)研發(fā)企業(yè):國(guó)瓷材料等
砜類電解液
腈類電解液
氟代類電解液
離子液體
相關(guān)研發(fā)企業(yè):新宙邦、天賜材料等