1、國家政策

2016年11月底國務(wù)院印發(fā)的《“十三五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》(國發(fā)〔2016〕67 號)中明確指出，“突破高安全性、長壽命、高能量密度鋰離子電池等技術(shù)瓶頸”。工信部發(fā)布《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范條件(2018年本)》和《鋰離子電池行業(yè)規(guī)范公告管理暫行辦法(2018年本)》，對電池企業(yè)提出了生產(chǎn)規(guī)模工藝技術(shù)等多方面條件要求，包括電池循環(huán)壽命、正負(fù)極材料、隔膜穿刺強度等，鋰離子電池相關(guān)技術(shù)展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力與發(fā)展空間。

2、市場簡介

2019年全球動力電池115.2GWh，市場規(guī)模約174億美元，動力鋰離子電池裝機量占全球總量的89%，鋰離子電池產(chǎn)業(yè)已步入了高速發(fā)展階段，預(yù)計2030年動力電池達到953億美元，采用具有高容量硅基負(fù)極材料取代石墨已成為行業(yè)主流發(fā)展趨勢。

3、痛點問題

傳統(tǒng)商業(yè)石墨負(fù)極材料的理論容量低，不能滿足高能量密度的需求，采用具有高容量硅基負(fù)極材料取代石墨已成為行業(yè)主流發(fā)展趨勢。然而，硅負(fù)極與鋰反應(yīng)時存在體積膨脹大、循環(huán)性差等難題，一直是阻礙其大規(guī)模使用的技術(shù)障礙。國際上能夠穩(wěn)定量產(chǎn)的企業(yè)不超過5家，多集中在日韓，國內(nèi)深圳貝特瑞硅基負(fù)極出貨量約占國內(nèi)90%以上，產(chǎn)品集中在420-450mAh/g比容量，更高容量的硅基負(fù)極材料還無法實現(xiàn)量產(chǎn)。

4、技術(shù)亮點

本項目圍繞納米空心硅及其相應(yīng)的硅碳復(fù)合材料制備方法，研發(fā)了一系列具有自主知識產(chǎn)權(quán)的工藝路線和技術(shù)，目前尚未見具有相似結(jié)構(gòu)和特征的同類產(chǎn)品報道，從納米空心硅到硅碳復(fù)合材料的制備技術(shù)具有唯一性。通過一系列材料形貌和電化學(xué)、熱力學(xué)特性測試證實，自主研發(fā)的納米空心硅負(fù)極材料與普通納米硅和硅碳復(fù)合材料相比，具有明顯的性能優(yōu)勢，顆粒度小于150nm，中空結(jié)構(gòu)能夠為硅嵌鋰時的體積膨脹預(yù)留充足空間，有效緩沖硅的體積變化效應(yīng)，抑制SEI膜在外部電極界面的過度生長，從而在保證硅負(fù)極高比容量的前提下，獲得穩(wěn)定的電化學(xué)循環(huán)特性，從根本上解決硅負(fù)極材料循環(huán)穩(wěn)定性差的問題，穩(wěn)定產(chǎn)品的比容量規(guī)格為 600mAh/g，更高比容量產(chǎn)品正在中試階段。通過一系列納米空心硅碳復(fù)合工藝，團隊不僅能保證復(fù)合過程中納米空心硅的結(jié)構(gòu)不被破壞，還可以實現(xiàn)碳在空心硅表面微觀尺度上的均勻包覆，同時可將納米空心硅碳復(fù)合材料與比容量較低的石墨負(fù)極混合，生產(chǎn)具有不同比容量的納米空心硅碳復(fù)合負(fù)極產(chǎn)品，實現(xiàn)產(chǎn)品分級。團隊自主研發(fā)了納米空心硅負(fù)極材料的流化床生產(chǎn)工藝，采用分段溫度控制方法一步氣相沉積制備納米空心硅，實現(xiàn)了該材料的連續(xù)批量制備。

圖例：納米空心硅材料制備技術(shù)路線

圖例：納米空心硅負(fù)極材料微觀形貌

5、團隊介紹

基于清華大學(xué)科研基礎(chǔ)，團隊與德國慕尼黑工業(yè)大學(xué)、德國寶馬公司、德國戴姆勒奔馳公司、美國阿貢國家實驗室、西北太平洋國家實驗室、國聯(lián)汽車動力電池研究院等建立深入的項目合作，具有先進的科研平臺、雄厚的研發(fā)實力和豐富的項目實戰(zhàn)經(jīng)驗。

6、合作展望

項目擬建設(shè)萬噸級的硅碳負(fù)極材料產(chǎn)線，為3C用及電動汽車用鋰離子電池生產(chǎn)企業(yè)提供高性能硅碳負(fù)極材料。一期建設(shè)年產(chǎn)300噸納米空心硅、3000 噸納米空心硅碳復(fù)合負(fù)極材料生產(chǎn)線，達產(chǎn)后年產(chǎn)值5.4億元，納稅；二期放大產(chǎn)能至年產(chǎn)1萬噸納米空心硅、10萬噸納米空心硅碳復(fù)合負(fù)極材料，實現(xiàn)銷售收入120億元，納稅12億元，并形成多種梯次和類型的產(chǎn)品體系。

7、聯(lián)系方式

（請在公眾號留言獲取詳細(xì)項目信息）