No Fórum de Materiais para Baterias da 2025 (10ª) Exposição da Indústria de Energia Nova, organizada pela SMM Information & Technology Co., Ltd. (SMM), Lin Shaoxiong, Vice-Presidente do Instituto Central de Pesquisa do Grupo Carbon One, discutiu o tema "Pontos Críticos e Ideias dos Materiais de Ânodo Baseados em Silício." Aplicações e Pontos Críticos de Ânodos de Silício
Quais são as demandas futuras para ânodos de bateria?
Alta densidade de energia, alta segurança, baixa expansão, longa vida útil e carregamento rápido (4-8C).
Ânodos baseados em silício, como tendência futura, suas aplicações e desafios
As aplicações de ânodos baseados em silício incluem baterias de consumo, baterias de energia e os setores de drones e EVTOL. Os desafios dos ânodos de silício se refletem na segurança do processo, estabilidade em lote, eficiência inicial, expansão, armazenamento, desempenho de carregamento rápido, custo e mais.
Rota de Escala do Processo de Silício-Carbono
Limitações dos Fornos Rotativos:
Quando o silano (SiH4) é depositado em um forno rotativo, a trajetória de partículas imprevisível pode levar a deposição irregular de silício, revestimento incompleto de carbono e consistência em lote pobre. Desafios de Produção em Massa de Leitos Fluidizados:
Embora os leitos fluidizados possam alcançar deposição uniforme, exigem selamento extremamente alto do equipamento e controle de pressão, e são difíceis de escalar para capacidade de nível mt, resultando em baixa utilização de silano (apenas 30%~50%) e aumento de custos. Controle Preciso de Temperatura e Pressão:
Os processos CVD requerem controle preciso das zonas de temperatura do forno e da pressão parcial de silano em altas temperaturas, caso contrário, podem formar silício amorfo ou aglomeração de partículas de silício, afetando o desempenho. Ideias de Ânodos Baseados em Silício
O Novo Futuro do Silício-Carbono—Processo de Deposição por Vapor
Diagrama do Processo de Deposição de Silício-Carbono por Vapor
Fontes Abundantes de Carbono Poroso:
Materiais de biomassa, como cascas de coco, palha de arroz, madeira e outros resíduos de biomassa, são naturalmente renováveis; materiais de resina, como resina fenólica, são produtos químicos. Alta Densidade de Energia:
Os ânodos de silício-carbono têm características de alta capacidade específica, fornecendo maior densidade de energia, aumentando assim o alcance das baterias. Longa Vida Útil:
Os ânodos de silício-carbono têm boa estabilidade, capazes de suportar centenas ou até milhares de ciclos de carga e descarga, estendendo assim a vida útil da bateria. Proteção Ambiental:
A tecnologia de separação a vapor CVD é um método de preparação ambientalmente amigável que não produz resíduos prejudiciais e atende aos requisitos de energia verde. Direção do Substrato de Carbono Poroso
Reduzindo a Expansão do Silício-Carbono
Introduzindo mesoporos para fornecer espaço de amortecimento de expansão, combinado com tecnologia de revestimento de interface
Melhorando o Desempenho de Carregamento Rápido
Aumentando a Eficiência Inicial do Silício-Carbono
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