蓝海黑石打破传统思维，攻克硅碳负极膨胀难点

作为一家专门从事新材料和新能源技术研发的公司，北京蓝海黑石科技有限公司（以下简称“蓝海黑岩”）以自主研发的水基粘结剂进入锂电池领域，目前正积极抢占硅碳负极的制高点。根据国家动力电池技术路线图规划，2020年锂离子电池单体能量密度目标为350Wh/kg，这是依靠传统石墨无法实现的，硅碳阳极时代即将到来。调查数据显示，2017年，阳极材料出货量约15万吨，但硅碳阳极出货量仅1000多吨，占比不到1%。在提高下游动力电池能量密度的迫切需求下，预计到2020年，硅碳阳极预计将达到阳极材料出货率的10%以上。它们之间的市场空间让许多企业垂涎三尺。据蓝海黑石总经理罗和斌介绍，硅碳阳极在应用中还存在两大问题：一是性能不能满足应用要求，需要解决膨胀和初效问题；其次，成本很高，而需求仍然很小。“硅碳阳极实现规模化应用的前提在于能否攻克技术难关。”罗和斌说，目前石墨阳极的首效在90%以上，而硅碳阳极只有80%以上，这仍然是一个很大的差距。即使第一效应问题可以暂时搁置，但膨胀问题涉及电池安全，决不能草率处理。目前，工业上通常使用掺杂和涂层来解决硅碳阳极膨胀的问题，但效果并不理想。谁能真正解决膨胀问题，谁就能占领硅碳阴极的制高点。罗和斌透露，蓝海黑石从2015年开始与西北工业大学合作开发硅碳阳极，经过艰苦的研究终于找到了解决方案。“硅的膨胀是其固有的性能，我们尽量在固有的空间内制造，而不是在宏观表面上表现出来。就像孩子淘气一样，在固定的空间里制造麻烦是可以的。”根据这一研发思路，蓝海黑石的新型硅碳阳极产品具有低膨胀、高容量等明显优势。目前，该产品已达到中试水平（使用难度极高的柔性电池测试），计划于明年上半年量产。值得一提的是，从技术角度来看，为了充分发挥硅碳阳极材料的性能，需要包括阴极材料、电解质和粘合剂在内的“一揽子”配方和工艺解决方案。其中，适用于硅碳材料的粘合剂比普通产品具有更强的粘合能力，包括与硅碳的粘合能力和产品本身的内聚力。当硅膨胀时，粘合剂可以保持它；

在拉动时，粘合剂适度变形，可以恢复到原始状态，以确保电池的性能和寿命。作为水性粘合剂的专业供应商，蓝海黑石在开发与硅碳负极相匹配的粘合剂方面具有天然优势。“我们目前的粘结剂产品正在努力与硅碳阴极相匹配，专门为硅碳阴极改性的产品正在开发中。未来，公司的硅碳阳极将配备一个特殊的粘结剂品牌。”罗和斌说。作为一家专门从事新材料和新能源技术研发的公司，北京蓝海黑石科技有限公司（以下简称“蓝海黑岩”）以自主研发的水基粘结剂进入锂电池领域，目前正积极抢占硅碳负极的制高点。根据国家动力电池技术路线图规划，2020年锂离子电池单体能量密度目标为350Wh/kg，这是依靠传统石墨无法实现的，硅碳阳极时代即将到来。调查数据显示，2017年，阳极材料出货量约15万吨，但硅碳阳极出货量仅1000多吨，占比不到1%。在提高下游动力电池能量密度的迫切需求下，预计到2020年，硅碳阳极预计将达到阳极材料出货率的10%以上。它们之间的市场空间让许多企业垂涎三尺。据蓝海黑石总经理罗和斌介绍，硅碳阳极在应用中还存在两大问题：一是性能不能满足应用要求，需要解决膨胀和初效问题；其次，成本很高，而需求仍然很小。“硅碳阳极实现规模化应用的前提在于能否攻克技术难关。”罗和斌说，目前石墨阳极的首效在90%以上，而硅碳阳极只有80%以上，这仍然是一个很大的差距。即使第一效应问题可以暂时搁置，但膨胀问题涉及电池安全，决不能草率处理。目前，工业上通常使用掺杂和涂层来解决硅碳阳极膨胀的问题，但效果并不理想。谁能真正解决膨胀问题，谁就能占领硅碳阴极的制高点。罗和斌透露，蓝海黑石从2015年开始与西北工业大学合作开发硅碳阳极，经过艰苦的研究终于找到了解决方案。“硅的膨胀是其固有的性能，我们尽量在固有的空间内制造，而不是在宏观表面上表现出来。就像孩子淘气一样，在固定的空间里制造麻烦是可以的。”根据这一研发思路，蓝海黑石的新型硅碳阳极产品具有低膨胀、高容量等明显优势。目前，该产品已达到中试水平（使用难度极高的柔性电池测试），计划于明年上半年量产。值得一提的是，从技术角度来看，为了充分发挥硅碳阳极材料的性能，需要包括阴极材料、电解质和粘合剂在内的“一揽子”配方和工艺解决方案。其中，适用于硅碳材料的粘合剂比普通产品具有更强的粘合能力，包括与硅碳的粘合能力和产品本身的内聚力。当硅膨胀时，粘合剂可以保持它；在拉动时，粘合剂适度变形，可以恢复到原始状态，以确保电池的性能和寿命。作为水性粘合剂的专业供应商，蓝海黑石在开发与硅碳负极相匹配的粘合剂方面具有天然优势。“我们目前的粘结剂产品正在努力与硅碳阴极相匹配，专门为硅碳阴极改性的产品正在开发中。未来，公司的硅碳阳极将配备一个特殊的粘结剂品牌。”罗和斌说。

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