中國粉體網訊 近日，邢臺市委書記楊猛親自率領代表團前往古都西安，對埃普諾新能源科技集團有限公司進行了深入考察訪問。楊猛書記出席市高新區與埃普諾集團隆重舉行的新能源電池硅碳負極材料項目簽約儀式，此次簽約項目總投資高達24億元人民幣，旨在建設一條年產6萬噸硅碳負極材料的生產線。
埃普諾集團成立于2021年，是國內一家專注于硅碳負極材料研發、生產與銷售的高科技新型技術集團企業。公司專注于新能源鋰離子硅碳負極材料研發、生產、銷售，目前公司已通過材料ISO三體系認證，部分硅碳產品已通過CNAS檢測認證。目前擁有國內外先進的負極材料生產技術，獲得自主研發授權專利30余項、發明專利50余項，國際專利1項。
埃普諾采用“結構—界面一體化”技術，多尺度協同解決硅材料的體積面積膨脹、導電性差及界面不穩定性難題，其技術壁壘高、具有完全自主知識產權。基于“結構—界面一體化”技術，生產的硅碳負極產品具有原材料豐富工藝環保、比容量高和穩定性好等特點，為300Wh/kg及以上高能量密度鋰離子電池提供材料方案，極具市場競爭優勢。
近年來，硅基材料因諸多優點被廣泛應用于鋰離子電池負極材料。首先，硅具有約為4200ｍAh/g的超高質量比容量，大約是石墨的十倍。其次，硅負極的放電電位平臺相對較低，在與正極配對時會產生較高的工作電壓，從而在整個電池中產生較高的能量密度。第三，地殼中的硅元素含量很高，生態友好，同時硅還具有良好的環境相容性、低毒性和相對穩定的化學性質等優點，這些都使硅成為商業石墨負極最有希望的替代品之一。
然而，在鋰離子電池充放電過程中，硅的體積變化會導致活性材料脫落和固體電解質界面膜的持續破裂，從而導致電池循環壽命短和快速的容量衰減。而碳復合可以彌補這一缺陷。碳材料具有相對穩定的結構、循環時有限的體積膨脹、優異的導電性、機械柔性、熱穩定性和化學穩定性，不僅充當緩沖殼以減輕體積變化，而且降低了硅與集流體之間的接觸電阻。
硅碳負極研究進展
（1）硅/石墨復合材料
利用化學氣相沉積法或者機械球磨的方式可以制備硅/石墨復合材料。雖然化學氣相沉積法制備的樣品更均勻、更規律，但成本相對較高。機械球磨等物理方法在規模化和生產成本上更具優勢。采用硼摻雜的微結構硅和石墨復合，表現出了高的容量和保持率。目前，在硅碳材料的生產中，硅添加的比例為1%-5%左右。由于石墨價格低廉，以石墨作為主要復合成分的硅/石墨復合材料成為生產中的首選。
（2）硅/碳納米管復合材料
在幾種著名的碳材料中，碳納米管的導電性極佳，物理穩定性好，作為添加劑用于改善硅基材料的電化學性能引人注目。研究表明，納米硅顆粒沿著碳納米管均勻分布后可以優化硅的電化學性能。將10nm的硅沉積在直徑為5nm的碳納米管上，得到的復合材料容量高達3000mAh/g（充放電速率為1.3C）。研究發現，碳納米管可以緩解硅的體積膨脹現象，并沿著軸向為電荷傳遞提供連續的路徑，改善復合材料的電子電導率和電化學性能。
（3）硅/石墨烯復合材料
石墨烯柔韌性好、比表面積大、電子電荷導電率高，是包覆納米硅顆粒的理想材料。將納米硅顆粒、蔗糖和氧化石墨烯混合物進行冷凍干燥，然后經過熱處理，制備出碳化硅/石墨烯復合材料。該方法在實現納米硅顆粒的碳包覆的同時，也解決了石墨烯基片在復合材料的分散不好的問題。該復合材料在500mAh/g的電流密度下，首次充放庫侖效率為83.7%，100個循環后比容量依然高達1410mAh/g，容量保持率為67%。
參考來源：
邢臺發布公眾號
高嘉祺等，硅碳負極材料的維度設計、制備及在鋰離子電池中的應用
張成鵬等，鋰電池硅碳負極材料的研究進展
中國粉體網
（中國粉體網編輯整理/留白）
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