科创中国

新材料技术

新能源汽车的迅猛发展，为动力电池产业提供了万亿级的市场容量，到 2020 年底，城市公交、出租车及城市配送等领域新能源车保有量达 60 万辆。目前使用的石墨类伏击材料容量低，无法满足高能量密度的需求。该项目通过为动力电池厂商提供高性能硅碳负极及其他负极材料，以提高纯电动汽车的续航里程 2 倍以上。硅负极材料具有极高的理论容量(~4200 mAh/g)，其容量是现有商业化的石墨负极的 10 多倍。但其充放电过程中产生的大体积膨胀(~400%)会严重影响其循环寿命。我们团队经过数年研究，提出“清矽硅碳”使普通微米硅粉进行包覆“均匀+可控”功能层的工艺过程实现“性能+成本”的最优产业升级。美国能源部高度评价了该项研究成果（2015 年仅有 2 项研究成果受此殊荣）。

该产品在以电动汽车为代表的动力电池和消费型电子产品中均有着广泛的应用前景。作为新一代高能量密度锂离子电池负极材料，极其发展潜力。2018 年 3 月，已于多氟多公司开展合作。该项目还可利用多晶硅太阳能生产过程中产生的废料（如加工多晶硅过程中切割产生的微米硅粉，硅块）为初始原料来制备高附加值硅-碳负极材料，为多晶硅产业的升级转型带来了新的发展机遇。

西安交通大学材料学院宋江选