近日，中科院科技促進發展局組織了寧波材料技術與工程研究所劉兆平團隊針對硅碳負極材料的體積膨脹問題的“石墨烯產業化應用技術研發與應用示范”項目結題驗收。

自機械抑制石墨烯復合硅碳負極材料制備

研究團隊從源頭出發，構筑出高機械穩定的自機械抑制石墨烯復合硅碳負極材料。研究表明，石墨烯改性后的SGC負極，粉體電導率可提高2個數量級以上；石墨烯含量≥7wt%時，石墨烯的潤滑作用有利于提升粉體壓實密度。SiOx本征可逆脫鋰容量和LixSi相對含量分析表明，SGC復合負極可顯著調控SiOx攝鋰量，石墨烯含量越多，SiOx可逆容量越低。石墨烯的嵌脫鋰行為受到SiOx充放電過程中體積膨脹產生的應力影響。總之，SGC復合負極材料可抑制SiOx攝鋰量，降低體積膨脹，提升循環穩定性。不同石墨烯改性硅碳復合負極與石墨復配容量約850mAh/g，軟包電池首次可逆容量約5.0mAh/cm2，0.5C循環和80%容量截止條件下，循環壽命從198次提升至576次，即使在極端電芯制備工藝條件下，353Wh/kg的軟包電池500周循環容量保持率仍可達78.1%。

研究團隊依托寧波富理電池材料科技有限公司建成了百噸級的石墨烯復合硅碳負極材料中試生產線。應用該高性能的石墨烯復合硅碳負極材料，進一步研制出能量密度達350-400Wh/kg的系列新型高能量密度鋰離子電池，在2020年未來儲能技術創新構想征集與挑戰賽中獲得長循環壽命高能量密度鋰離子電池極限挑戰類參賽項目一等獎；與寶能集團旗下昆山聚創新能源科技有限公司共同研發并實現310Wh/kg動力電池裝車應用示范。

參考來源：中科院網站