近年來(lái),鋰電池在質(zhì)量比能量和體積比能量方面均取得了長(zhǎng)足的發(fā)展。自上個(gè)世紀(jì)90年代,索尼推出商用鋰電池以來(lái),石墨負(fù)極就牢牢占據(jù)著鋰電池負(fù)極材料的統(tǒng)治地位,這嚴(yán)重制約了鋰電池能量密度的提高。多年來(lái)世界各地的科學(xué)家試圖開(kāi)發(fā)出能夠替代石墨的負(fù)極材料,如近年出現(xiàn)的硅基負(fù)極材料,錫基材料,以及鈦酸鋰材料。
各個(gè)電池廠商紛紛推出了使用硅負(fù)極材料產(chǎn)品,如日本GS湯淺公司推出的采用硅基負(fù)極材料的鋰電池,成功應(yīng)用在了三菱汽車(chē)。日立麥克賽爾宣布開(kāi)發(fā)出了可實(shí)現(xiàn)高電流容量硅負(fù)極鋰電池。三井金屬也雄心勃勃的要將硅負(fù)極鋰電池推向消費(fèi)電子和電動(dòng)汽車(chē)兩個(gè)領(lǐng)域。大連比克推出了基于高壓鈷酸鋰的硅負(fù)極18650電池,容量達(dá)到3.6Ah。相比于石墨材料,硅負(fù)極只能算是小字輩。
目前,韓國(guó)和日本材料廠商已經(jīng)推出了商業(yè)化的氧化亞硅復(fù)合負(fù)極材料。這些材料一般都進(jìn)行了碳包覆,這一方面改善了材料的導(dǎo)電性,同時(shí)也避免了氧化亞硅材料直接和電解液接觸,改善了材料的循環(huán)性能。硅基負(fù)極材料大規(guī)模應(yīng)用仍然面臨眾多考驗(yàn),進(jìn)一步改善材料的循環(huán)性能,并降低生產(chǎn)成本,廣大科研工作者和廠商仍然任重而道遠(yuǎn)。需要指出的是,盡管硅負(fù)極材料經(jīng)過(guò)了如此多的改進(jìn),但是目前仍需與石墨材料配合使用,因此在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi),仍將是石墨材料占主導(dǎo)地位,硅基負(fù)極材料強(qiáng)勢(shì)崛起。

