
湖南經(jīng)源科技有限公司

已認(rèn)證
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硅碳負(fù)極材料作為新一代鋰離子電池負(fù)極的材料,因其理論比容量高而備受關(guān)注。然而,在實(shí)際使用過程中面臨諸多問題,如硅在充放電過程中會(huì)發(fā)生劇烈的體積膨脹(約300%),導(dǎo)致電極粉化、固體電解質(zhì)界面(SEI)膜反復(fù)破裂等,嚴(yán)重影響電池的循環(huán)壽命。包覆工藝是解決上述問題的關(guān)鍵技術(shù)之一,通過在硅顆粒表面包覆一層功能性材料(如碳、金屬氧化物等),可有效抑制體積膨脹、提升導(dǎo)電性并穩(wěn)定SEI膜。
目前業(yè)內(nèi)主流的包覆工藝主要有以下幾種:
1.化學(xué)氣相沉積(CVD)
原理:在高溫下通過氣相碳源(如甲烷、乙炔)在硅顆粒表面熱解沉積碳層。
優(yōu)點(diǎn):包覆層均勻、致密,可精準(zhǔn)調(diào)控厚度。
應(yīng)用:常用于制備核殼結(jié)構(gòu)硅碳復(fù)合材料。
2.物理包覆法
原理:將基材與包覆材料(如瀝青、樹脂、石墨烯)混合,通過高溫碳化形成包覆層。
優(yōu)點(diǎn):工藝簡單、成本低,適合規(guī)?;a(chǎn)。
挑戰(zhàn):需優(yōu)化基材與包覆材料的分散均勻性。
3.原子層沉積(ALD)
原理:通過交替通入前驅(qū)體氣體,在硅表面逐層沉積超薄包覆層(如Al?O?、TiO?)。
優(yōu)點(diǎn):包覆層厚度可精確到原子級(jí)別,界面結(jié)合力強(qiáng)。
缺點(diǎn):設(shè)備成本高,效率低,適合實(shí)驗(yàn)室研究。
4.溶膠-凝膠法
原理:將硅分散在含碳前驅(qū)體的溶膠中,通過凝膠化、干燥和碳化形成包覆層。
優(yōu)點(diǎn):工藝靈活,可引入多孔結(jié)構(gòu)以緩沖體積膨脹。
5.聚合物原位包覆
原理:通過聚合物單體(如聚苯胺、聚吡咯)在硅表面原位聚合,形成導(dǎo)電彈性包覆層。
優(yōu)勢(shì):兼具導(dǎo)電性和緩沖體積膨脹的能力。
目前業(yè)界主流采用化學(xué)氣相沉積(CVD)法進(jìn)行包覆,但此法存在成本高,易燃易爆等諸多問題。湖南經(jīng)源經(jīng)過長時(shí)間的研究和探索,提出使用物理包覆法,并且設(shè)計(jì)生產(chǎn)了針對(duì)硅碳負(fù)極的包覆機(jī)。
湖南經(jīng)源的包覆機(jī)直面物理包覆法面臨的挑戰(zhàn)“需優(yōu)化基材與包覆材料的分散均勻性”。創(chuàng)新性的提出了先將物料充分流化、霧化再進(jìn)行對(duì)撞包覆的原理。運(yùn)用這個(gè)原理,我們研發(fā)了經(jīng)源干法包覆機(jī)(DCE)和經(jīng)源流化包覆機(jī)(FCE)。其中干法包覆機(jī)應(yīng)用于基材與包覆材料均為干粉的場(chǎng)景,流化包覆機(jī)應(yīng)用于基材為干粉,包覆材料為溶液的包覆場(chǎng)景。
兩款設(shè)備憑借優(yōu)異的性能和諸多專利的加持,為客戶提供了硅碳負(fù)極包覆的新選擇。在多次試驗(yàn)中取得了良好的效果,經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)證后,進(jìn)一步擴(kuò)大了設(shè)備容量,實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)線化。
產(chǎn)品特點(diǎn)
氣力流化包覆,形貌完整,包覆均勻;
高效能利用,較傳統(tǒng)機(jī)械式的節(jié)能20%以上
通過惰性氣體保護(hù),易于實(shí)現(xiàn)對(duì)空氣敏感的物料的包覆。
多功能集成,一機(jī)完成真空上料、氣流分散、流化包覆、送料儲(chǔ)存、除塵作業(yè),無需輔助設(shè)備。
設(shè)備提供產(chǎn)線級(jí)產(chǎn)品,另外,我們可以提供小型試驗(yàn)機(jī)供客戶選擇,同時(shí)可以為客戶提供定制化的參數(shù)優(yōu)化服務(wù)。
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