中國粉體網(wǎng)訊  近年來，高性能負(fù)極材料成為目前鋰離子電池的研究熱點(diǎn)之一，硅基負(fù)極材料更是因其理論比容量遠(yuǎn)超石墨負(fù)極，成為行業(yè)突破能量密度瓶頸的核心方向。2025年6月24-25日，由中國粉體網(wǎng)主辦的第二屆硅基負(fù)極材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇暨2025CVD硅碳負(fù)極材料前沿技術(shù)論壇在安徽合肥舉辦。

在此期間，中國粉體網(wǎng)邀請到了四川長虹新材料科技有限公司董事長、總經(jīng)理高劍就鋰電池負(fù)極材料技術(shù)路線及未來發(fā)展等一系列問題進(jìn)行了探討交流。

中國粉體網(wǎng)：高董，當(dāng)前鋰電池負(fù)極材料行業(yè)的市場格局、技術(shù)路線及未來發(fā)展趨勢如何？

高董：當(dāng)前鋰電池市場，負(fù)極主要以石墨材料為主，但是受到未來電池高能量密度性能需求的影響，需要研發(fā)新型負(fù)極材料，因此多種新型負(fù)極材料都在被開發(fā)中，據(jù)我們評估，就實(shí)用性的角度而言，硅基負(fù)極材料是近年來可能逐步取代石墨成為高能量密度電池負(fù)極材料的選擇。

中國粉體網(wǎng)：高董，請您從實(shí)用化與商品化角度分析一下硅基負(fù)極材料的性能優(yōu)缺點(diǎn)？

高董：硅基負(fù)極材料的優(yōu)點(diǎn)非常明顯，具有高比容量，是高能量密度的鋰電池所需要的材料，但是其缺點(diǎn)也非常明顯，例如純硅，嵌鋰之后體積膨脹300%，膨脹率很高，達(dá)不到實(shí)用化的效果，所以早期有很多技術(shù)路線來進(jìn)行改進(jìn)。最先產(chǎn)業(yè)化的硅基負(fù)極材料是硅氧，即氧化亞硅材料，但是它也有短板，首次效率比較低，若想實(shí)現(xiàn)長循環(huán)壽命，需要加入鋰或者鎂，這樣產(chǎn)品成本比較高。后期我們開始研究硅碳材料，即硅和碳復(fù)合的負(fù)極材料，改善了首次效率低等問題，硅的比容量會更高。從目前來看，其成本下降潛力顯著優(yōu)于硅氧負(fù)極材料。

中國粉體網(wǎng)：高董，您團(tuán)隊(duì)在硅基負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)化方面取得了哪些關(guān)鍵突破？長虹新材料的硅基負(fù)極產(chǎn)品主要有哪些？具有哪些優(yōu)勢？

高董：目前我們主要在推硅碳材料這一技術(shù)路線，其制備方法有多種，如球磨法，這種方法制造出的材料性能不好，達(dá)不到實(shí)用化的要求，傳統(tǒng)的球磨法無法把硅材料顆粒磨得太細(xì)，最多能磨到100nm，我們在此基礎(chǔ)上開發(fā)了新的技術(shù)路線，可以把硅磨到40nm左右，極大地優(yōu)化了它的性能，這是我們當(dāng)前在做的第一個(gè)產(chǎn)品，現(xiàn)在已經(jīng)形成規(guī)模銷售；此外，我們繼續(xù)在開發(fā)的技術(shù)路線和市場上的技術(shù)路線不完全相同，但是我們借鑒了其它路線的優(yōu)缺點(diǎn)，避免其中的一些危險(xiǎn)因素，比如流化床高溫高壓情況下設(shè)備的安全性問題，包括原料中用到的硅烷、甲烷等危險(xiǎn)氣體，我們都盡量的規(guī)避，并且產(chǎn)品的性能也比較好。

目前我們在市場上銷售的產(chǎn)品主要有兩種，第一款容量在1400~1500mAh/g之間，用到電池里面，極片壓實(shí)密度較高，和石墨接近，大倍率性能比較好，在10C以上高倍率放電的場景下應(yīng)用較好；第二款產(chǎn)品容量在1600~1700mAh/g之間，這款產(chǎn)品的主要特色是使用以后體積膨脹率比前面這款產(chǎn)品降得更低，接近CVD技術(shù)生產(chǎn)出的產(chǎn)品水平；此外我們還在開發(fā)第三款產(chǎn)品，結(jié)合上述兩種產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)，將容量提升到2000mAh/g，在做到高壓實(shí)密度的同時(shí)，進(jìn)一步降低體積膨脹率，該款產(chǎn)品研發(fā)目前已取得重要進(jìn)展，預(yù)計(jì)在年底推出。

中國粉體網(wǎng)：高董，當(dāng)前硅碳負(fù)極材料在固態(tài)電池中的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)展如何？主要面臨哪些技術(shù)瓶頸？

高董：硅碳負(fù)極材料主要是取代一部分石墨進(jìn)行應(yīng)用，其應(yīng)用場景很多，在數(shù)碼領(lǐng)域、動力電池領(lǐng)域、儲能電池領(lǐng)域要求各不相同。目前硅基負(fù)極材料在數(shù)碼領(lǐng)域和動力電池領(lǐng)域逐步得以應(yīng)用，且用量越來越大，但是在電動汽車和儲能領(lǐng)域，幾乎還沒有開始應(yīng)用。主要原因有兩方面，一是成本較高，導(dǎo)致出廠售價(jià)較高，其與石墨相比，電池循環(huán)壽命不足，在電池的全生命周期中看，其整體成本比較高；第二方面就是鋰電池的應(yīng)用涉及到安全性問題，硅基負(fù)極材料在大電池中的應(yīng)用無法做到像石墨負(fù)極材料一樣的穩(wěn)定性，因此需要進(jìn)一步的技術(shù)攻關(guān)。

總之硅基負(fù)極材料的發(fā)展仍然需要時(shí)間，其整個(gè)技術(shù)工藝剛剛起步，產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用剛剛開始，此外，無論是對于材料企業(yè)還是整個(gè)行業(yè)來說，其規(guī)�；瘺]有實(shí)現(xiàn)，因此成本相對較高。

中國粉體網(wǎng)：高董，硅基負(fù)極材料制備技術(shù)主要有哪些？長虹新材料是使用的哪種制備技術(shù)？

高董：當(dāng)前行業(yè)內(nèi)主要有兩種技術(shù)，一是球磨法，二是氣相沉積法，用硅烷做原料，氣相沉積到多孔碳上進(jìn)行復(fù)合。我們主要開發(fā)的是和傳統(tǒng)情況不一樣的新型路線，結(jié)合各個(gè)路線的優(yōu)缺點(diǎn)制備硅基負(fù)極材料。

（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）

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