上海杉杉刘萍:高性能锂离子多孔硅基复合负极设计与研究

发布日期:2018-04-23
核心提示:锂电产业吸金千亿,黄金罗盘指向何方,2018中国国际锂电暨电动技术发展高峰论坛,于4月20-21日在上海召开,本次大会由:第一锂电网,第一电动车网,中国充电桩网,锂电百人会,贺励展览联合主办,同期:中国国际电动汽车暨充换电技术高峰论坛,本次大会超过40为嘉宾出席演讲分享,超过500为嘉宾出席。
  锂电产业吸金千亿,黄金罗盘指向何方,2018中国国际锂电暨电动技术发展高峰论坛,于4月20-21日在上海召开,本次大会由:第一锂电网,第一电动车网,中国充电桩网,锂电百人会,贺励展览联合主办,同期:中国国际电动汽车暨充换电技术高峰论坛,本次大会超过40嘉宾出席演讲分享,超过500嘉宾出席。
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   刘萍:今天参加金砖锂锂电峰会我想给大家分享高性能电池领域的,锂离子多孔硅基复合负极设计与研究,首先我们会从以下三个方面介绍我们课题三个方向,一个是多孔硅碳复合负极材料,一个是多孔硅铝复合材料一个是多孔硅铝复合薄膜硅铝。这个是根据国内著名电池家提出的一个路标,如何解决这样一个寿命和高容量安全性,还有最关键的还有我们的里程,我们在2020年的时候规划现在是按前面王老师已经说了,按硅碳和三元的搭档,2025年我们可能不仅在硅碳可能在其他的方面都有一定的发展。硅铝下一代电池它有很多的优点,一个高容量,还有变位,还有储存丰富,低成本管理良好。不足很明显,体积比较大,大到300%,导电性也很差。杉杉科技从2009年开始做的纳米硅碳,2020年开始硅薄膜,还有2017年有硅体系研究,这在这个期间我们做了根据不同的客户对项目的要求,容量设计达到了400-2000MN/G。
上海杉杉刘萍博士&高级工程师

    我们通过什么方法解决这个硅铝问题呢?采用多孔硅和碳包合形成我们多孔硅碳铝,还有第二种方面多孔硅和结构的粉末达到这个的要求,还有一种方法是通过硅铝薄膜技术实现过孔硅铝复合。第一种就是我们讲多孔负极材料,石墨和多孔硅的混合的,在经过它碳包和热处理达到这样的情况,从这个图来看,我们达到了一个很良好的包合。从多孔技术来看,能够管控带来的变化,以及释放一些充放电循环中产生的运营。从这个图来看,我们看到多孔硅在这个石墨和碳上分布的非常均匀。
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    这款是真500容量设计的,基本上首次达到513,首效达到88.1%,能够达到90.6%的循环,其是比较稳定的。这款是根据1000容量设计的,可以看到1000容量,900到1000基本上是88%到90%的区间,明显比前面的设计100多户达到86.5%。这个第三讲的是硅铝复合负极,这块研究有一定的创新跟我们实际应用还是一个问题,期待电子厂的下一步的合作开发。这个来说主要是强调这个管控的效应,在热处理平衡的一个很好结构,然后进一步的热处理。

    我们可以看到这个宏观上有结构,在微端上有一些颗粒的机构,我们做了实验200、400、600度的热处理,达到了一些不同的形貌和颗粒尺寸,强烈影响到我们过去一个变化。这个是我们获得EBS的,我们可以看到这个形成同种硅(音)、多孔硅,随着温度的增加这个晶体颗粒是增大的,我们可以看到,通过核心的步骤的量,这个是探讨的点。这个图是我们看到通过我们处理,方案是非常好,可以看到它首次容量2134,首效是90.5%,100用户能够达到8.9。这是我们要讲的硅铝复合薄膜,在多孔粗糙的用的视网,通过工具在这里形成一个共建设,达成硅铝复合功能。这里形成一个二维的多孔结构,放大看到一个颗粒的状况。

    这个是我们做的,从这个功能来看,主要是铜的,没有铝、硅铝这样的结构。从这个来看,薄膜的贴合是非常好的,我们为什么做到5.6,因为在高校的科研结构是几百个纳米,实际上几百个纳米,哪怕到2000多,也没有办法实际应用,我们完全是根据用华为智能机构来设计的,完全是100WH每分来设计。
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    说到持续应用,我们现在持续应用1000WH每分,已经达到了这样的厚度,随着厚度的增加,它的电阻都会增加。我们这个容量在2000到2500,总效90到93,测试的话电解量还有这些制作比我们成熟一些,能达到85以上。

    这个就是我们100的CYCLES横曲面来说,相控是联系的,上面还是有些裂纹的,但是我们看到这个做100多的话,它是很圈的曲线,没有明显的内容。然后从我们电阻来看,一周后和一百周后的改变不大,我们这个薄膜是非常稳的,这样就导致比较好的电阻。

    这个是我们薄膜软包设计,这部分暂时不在这里分享了。我们的这些方法是为一个多孔结构的设计领域,我们三维多孔结构提供了一个空间,它可以缓冲,产生带来一个变化,从而提高电解结构的,以及增加性能和动力和效率。那么以上材料它有很长的工业运用,我们能为下游电厂提供更好的工作。我们将永远继续,没有最好的只有更好的。

    简单介绍一下杉杉科技,杉杉科技成立于1999年,首先是在上海成立的,然后随着发展的话,我们又在宁波、宁德、湖州还有包头建立了,目前主要是这几个。可能讲的比较快一点,不好意思,最后感谢大家。

        


 
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