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內容描述：	近日由國家工信部等三部委聯(lián)合出臺的《汽車產業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》中要求，到2020年動力電池單體比能量達到300瓦時/公斤以上，力爭實現(xiàn)350瓦時/公斤。此前出臺的一系列相關政策，也將動力電池單體比能量達“300瓦時/公斤”設定為動力電池技術首先應該達成的一個“小目標”。
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* 所屬類別： (不超過20項)	電源產品分類： UPS電源穩(wěn)壓電源 EPS電源變頻電源凈化電源特種電源發(fā)電機組開關電源(AC/DC) 逆變電源(DC/AC) 模塊電源(DC/DC) 電源應用分類：通信電源電力電源車載電源軍工電源航空航天電源工控電源 PC電源 LED電源電鍍電源焊接電源加熱電源醫(yī)療電源家電電源便攜式電源充電機(器) 勵磁電源電源配套分類：功率器件防雷浪涌測試儀器電磁兼容電源IC 電池/蓄電池電池檢測變壓器傳感器軸流風機電子元件連接器及端子散熱器電解電容 PCB/輔助材料新能源分類：太陽能(光伏發(fā)電) 風能發(fā)電潮汐發(fā)電水利發(fā)電燃料電池其他類：其他
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* 內容：	<P>    近日由國家工信部等三部委聯(lián)合出臺的《汽車產業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》中要求，到2020年動力電池單體比能量達到300瓦時/公斤以上，力爭實現(xiàn)350瓦時/公斤。此前出臺的一系列相關政策，也將動力電池單體比能量達“300瓦時/公斤”設定為動力電池技術首先應該達成的一個“小目標”。 </P> <P>    對于目前國內動力電池單體比能量普遍在220瓦時/公斤左右的現(xiàn)狀，在未來不足4年的時間內，將單體比能量再提升近4成，無論對于研究機構還是產業(yè)界，都是一個不小的挑戰(zhàn)。在正極材料方面，業(yè)界紛紛將目標放在了高鎳材料上，而負極材料方面，業(yè)界普遍認為硅碳負極足以“擔此大任”。 </P> <P>    國外部分企業(yè)已經實現(xiàn)了硅碳負極材料的量產。比如松下2013年量產的NCR18650C型號電池，即采用硅碳負極材料；日本GS湯淺推出的硅基負極材料鋰電池，已應用于三菱汽車上；日立麥克賽爾將硅碳負極材料用于智能手機、可穿戴設備等小型鋰離子電池上；特別是特斯拉將硅碳負極成功應用于即將量產的Model 3上，實現(xiàn)超300瓦時/公斤的比能量，更讓業(yè)界看到了硅碳負極在提高動力電池比能量方面的希望。 </P> <P>    然而，國內企業(yè)在硅碳負極產業(yè)化方面動作較慢。除貝特瑞的硅碳復合負極材料已有國外批量訂單外，CATL、比亞迪、國軒高科、力神、比克、杉杉股份、星城石墨等企業(yè)硅碳負極的產業(yè)化應用都在推進中。 </P> <P>    為何國外企業(yè)特別是日企在硅碳負極產業(yè)化方面，走的比國內企業(yè)要遠得多？這還要從硅碳負極的特性說起。石墨的理論比容量是372mAh/g，而硅負極的理論比容量高達4200mAh/g。石墨作為成熟的負極材料，其能量密度已經基本被充分發(fā)揮，要想在能量密度上有所提升，與硅結合是一種較好的方式。但在真正的使用過程中，硅碳負極存在很多先天的“不足”。 </P> <P>    主要是體積膨脹問題。在充放電過程中，硅的體積會膨脹100%-300%，不斷的收縮膨脹會造成硅碳負極材料的粉末化，嚴重影響電池壽命；其次，硅的不斷膨脹，在電池內部產生很大的應力，這種應力對極片造成擠壓，循環(huán)多次后可能出現(xiàn)極片斷裂的情況；再次，也是由于電池內部應力的原因，很有可能造成電池內部孔隙率的降低，減少鋰離子移動通道，造成鋰金屬的析出，影響電池安全性。此外，硅為半導體，導電性比石墨差很多，導致鋰離子脫嵌過程中不可逆程度大，從而降低其首次庫倫效率。正因如此，硅碳負極在研發(fā)和應用方面的面臨著較高的技術壁壘。 </P> <P>    對于硅膨脹問題，有業(yè)內人士建議，可以多從力學的角度研究電池內部的應力問題，通過控制碳材料中硅的含量、減小硅的體積到納米級，或者通過改變石墨質地、形態(tài)等，實現(xiàn)碳和硅的最佳匹配，還可以通過采用其他物質對硅材料進行包覆，促進膨脹后的復原，或采用更適宜的電極材料等一系列方法，來減少硅膨脹帶來的諸多問題。此外，通過采用穩(wěn)定的電解液，形成穩(wěn)定的SEI膜，也可以減少電解液的消耗，提高循環(huán)效率。 </P> <P>    同時，由于電池能量密度的提升，硅碳負極很容易出現(xiàn)由于瞬間電流偏大造成的安全問題，包括上述硅膨脹帶來的析鋰問題，都造成硅碳負極不如石墨負極安全。曾有實驗表明，對于采用較高容量硅碳負極的鋰離子電池，其針刺實驗的效果比采用石墨負極的鋰離子電池要差很多，這也說明高安全性和高能量密度始終是矛盾的。在安全性方面，部分學者建議深入研究電解液或阻燃劑對電池安全及能量密度、循環(huán)壽命等方面的影響，以求在這一領域有所突破。 </P> <P>    在硅系負極方面，研究界認為氧化亞硅-碳復合材料的實際應用效果可能好于純硅-碳復合材料，特別是在電池循環(huán)性和穩(wěn)定性方面，這同時也是業(yè)界在高能量負極材料方面的另一個研究重點，但也有專家表示，由于日韓企業(yè)在氧化亞硅負極復合材料方面起步較早，很多專利技術都在日韓企業(yè)手中，因此國內要在這方面進行產業(yè)化突破，就必須考慮相應的知識產權問題。 </P> <P>    而且無論采取哪種硅材料，要想取得較為理想的電化學性能，復合材料中的硅顆粒粒徑都需要控制在200-300納米之間，這對企業(yè)實際生產設備也有很高的要求，因此，硅碳負極的實際產業(yè)化應用還受到設備精細度和投入成本的制約。 </P> <P>    看似簡單的硅碳負極，要想實現(xiàn)產業(yè)化并不簡單。不少企業(yè)也明確表示，如果單純實現(xiàn)“2020年，電池單體比能量達300瓦時/公斤”的目標并不難，但是要想在確保電池的安全性的同時提高比能量，確實存在一定難度。對此很多電池企業(yè)呼吁，提高比能量是一個系統(tǒng)工程，希望系統(tǒng)、整車企業(yè)與電池企業(yè)一起努力，解決電池的安全問題，也希望能夠與材料企業(yè)共同研發(fā)，找到更多更好的電池材料，推動整個動力電池產業(yè)的發(fā)展。<SPAN style="FONT-FAMILY: Webdings"><</SPAN></P>

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