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)邀請到了哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授、深圳索理德新材料科技有限公司董事長慈立杰就硅基負(fù)極材料和固態(tài)電池適配性等一系列問題進(jìn)行了探討交流。
中國粉體網(wǎng)：慈教授，請您介紹一下您團(tuán)隊(duì)在硅基負(fù)極材料領(lǐng)域的研究進(jìn)展。
慈教授：我團(tuán)隊(duì)的研究分為兩部分：一是學(xué)校的基礎(chǔ)研究團(tuán)隊(duì)，二是公司的產(chǎn)業(yè)化研究團(tuán)隊(duì)。其中，學(xué)校研發(fā)團(tuán)隊(duì)主要聚焦于硅基負(fù)極材料，涵蓋固態(tài)電池相關(guān)材料的應(yīng)用研究；對于具備落地產(chǎn)業(yè)化潛力的成果，我們會依托公司平臺進(jìn)行孵化。
當(dāng)前，固態(tài)電池備受關(guān)注，我公司專注于固態(tài)電池核心材料的研發(fā)，在硅基負(fù)極（尤其是新型CVD法硅碳負(fù)極材料）在固態(tài)電池中的應(yīng)用方面，已開展了相應(yīng)基礎(chǔ)研究。近期，我們的研究取得一定進(jìn)展，結(jié)合產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)與全固態(tài)電池開發(fā)工作，已與部分企業(yè)達(dá)成合作，旨在推動新型硅碳負(fù)極材料在全固態(tài)電池領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用。
中國粉體網(wǎng)：慈教授，您認(rèn)為CVD法制備硅碳負(fù)極是實(shí)現(xiàn)硅基負(fù)極產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵技術(shù)嗎？
慈教授：我從事硅碳材料基礎(chǔ)研究已有十余年，對這類材料積累了一些自身的理解。當(dāng)前，硅碳材料在應(yīng)用中面臨幾個關(guān)鍵問題：其一，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性問題。通過CVD沉積進(jìn)多孔炭中的硅并非晶態(tài)，而是呈現(xiàn)單原子甚至非晶狀態(tài)，且被多孔碳基體包覆，這一結(jié)構(gòu)能較好地解決穩(wěn)定性問題。相較于硅氧復(fù)合或納米砂磨硅的制備方式，其在結(jié)構(gòu)上具有顯著優(yōu)勢，材料膨脹率也有所降低。其二，顆粒膨脹導(dǎo)致SEI膜不斷增厚的問題。綜合來看，從結(jié)構(gòu)角度而言，我認(rèn)為CVD法制備的硅碳負(fù)極是目前最理想的方案，這也是行業(yè)內(nèi)較為認(rèn)可的發(fā)展方向。
中國粉體網(wǎng)：慈教授，您認(rèn)為硅基負(fù)極材料和固態(tài)電池的適配性如何？
慈教授：毫無疑問，固態(tài)電池材料需朝著高能量密度方向推進(jìn)。其負(fù)極材料主要分為兩類：硅基與鋰金屬。在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，鋰金屬是眾人關(guān)注的重點(diǎn)；而硅基負(fù)極雖有技術(shù)探索，但投入相對有限。從產(chǎn)業(yè)應(yīng)用來看，目前硅基負(fù)極更受認(rèn)可，能量密度可達(dá)400Wh/kg；若要進(jìn)一步提升至400-500Wh/kg區(qū)間，則需采用金屬鋰或者鋰的某種復(fù)合形式。所以我認(rèn)為，硅基負(fù)極材料和固態(tài)電池是良配。
中國粉體網(wǎng)：慈教授，索理德科技硅基負(fù)極產(chǎn)品主要有哪些？是否能批量生產(chǎn)？
慈教授：主要分為兩方面：一是硅氧，其整體市場前景相對有限，目前主要應(yīng)用于日韓市場，像LG、三星、SK等企業(yè)多采用硅氧負(fù)極材料；二是硅碳，以新型CVD硅碳為例，已在數(shù)碼消費(fèi)領(lǐng)域得到應(yīng)用。若能進(jìn)一步降低成本、提升產(chǎn)量及批量穩(wěn)定性，硅碳在動力電池領(lǐng)域的應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)大幅拓展。
中國粉體網(wǎng)：慈教授，您認(rèn)為當(dāng)前硅基負(fù)極材料的產(chǎn)學(xué)研結(jié)合面臨哪些關(guān)鍵挑戰(zhàn)？未來應(yīng)如何協(xié)同創(chuàng)新以推動其商業(yè)化進(jìn)程？
慈教授：目前，CVD硅碳在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的探索尚顯不足，這類結(jié)構(gòu)的硅碳實(shí)際上是由產(chǎn)業(yè)端推動發(fā)展的，美國的SILANANO和GROUP 14這兩家企業(yè)便是主要推動者。近兩年來，國內(nèi)產(chǎn)業(yè)端在該領(lǐng)域進(jìn)展迅速，但基礎(chǔ)研究層面對于其結(jié)構(gòu)、界面的認(rèn)知仍較為欠缺，而這些正是亟待解決的問題。
當(dāng)前新型硅碳存在的最大問題是倍率性能欠佳，因此需要通過深入研究其界面與結(jié)構(gòu)，找到提升倍率性能的突破口，這是技術(shù)研究中需要完成的細(xì)致工作。若能將這些研究成果與現(xiàn)有產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程相結(jié)合，必將有效推動該材料的發(fā)展。因此，我認(rèn)為仍有大量基礎(chǔ)研究工作亟待開展，我們的碩士生與博士生也正在投身這一領(lǐng)域的研究。值得注意的是，這并非由基礎(chǔ)研究直接推動產(chǎn)業(yè)化，而是呈現(xiàn)相反的路徑——產(chǎn)業(yè)端的發(fā)展催生了對基礎(chǔ)研究的需求，包括對材料本身的需求以及對其認(rèn)知的需求，進(jìn)而推動基礎(chǔ)研究開展相應(yīng)的補(bǔ)充性探索，實(shí)際情況正是如此。
在協(xié)同創(chuàng)新方面，我們既有學(xué)�；A(chǔ)研究團(tuán)隊(duì)，又依托孵化的企業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，且研發(fā)實(shí)力雄厚，擁有近七八十人的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，這種“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合模式在我看來是最為理想的。當(dāng)然，高校教授也可與其他企業(yè)開展合作，但相對而言，這類合作的緊密程度往往不足。
就像我們目前的模式：產(chǎn)業(yè)中遇到的基礎(chǔ)性問題會直接交付學(xué)生，讓他們沉下心來開展深度研究。學(xué)校的研究雖聚焦范圍較窄，卻能實(shí)現(xiàn)深耕細(xì)作，對材料的機(jī)制機(jī)理進(jìn)行深入挖掘；而企業(yè)的研發(fā)則更側(cè)重產(chǎn)品性能指標(biāo)的提升。若能將二者有效結(jié)合，通過完善激勵機(jī)制，依托材料設(shè)計(jì)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)性能指標(biāo)突破，完全可以達(dá)成高效融合。因此，我堅(jiān)信我們當(dāng)前這種“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合的狀態(tài)，是非常優(yōu)質(zhì)的創(chuàng)新模式。
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/初末）
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