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2025-03-28 17 新能源及电力行业报告
硅负极材料能量密度优势明显:石墨的理论能量密度是372mAh/g,目前应用的石墨比容量已经接近极限。 而硅负极理论能量密度高达4200mAh/g,为目前已知的能用于负极材料理论比容最高的材料,能大大提升 单体电芯的容量。 硅负极解决膨胀问题后快充性能可明显改善:石墨是层状结构,快充容易产生析锂问题,硅负极材料不仅能 提高电池的能量密度,而且具有较低的脱嵌锂电位(~0.4V vs. Li/Li+),略高于石墨(~0.05V vs. Li/Li+),在 充电时可以避免表面的析锂现象,可以实现快速充放电。且硅电压平台高于石墨,充放电过程中硅表面不容 易析锂,提高电池安全性。硅材料的膨胀问题导致电池循环寿命低、导电性差:硅在脱嵌锂过程中体积会膨胀到原来的3倍以上,导致 活性物质在充放电循环过程中发生急剧粉化脱落,同时SEI膜无法稳定地存在,导致容量快速衰减,电池循 环性能较差。硅的低电导性限制其容量的充分利用;体积变化使活性物质与导电剂粘结剂接触差,导电性下 降;硅表面的SEI膜厚且不均匀,影响导电性与电池整体比能量。
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