什么是“掺硅补锂电芯”技术？

2020-12-16 09:32

日前，据媒体报道，智已汽车正在与宁德时代共同开发“掺硅补锂电芯”技术，双方将共享技术专利，并协同完成各项整车严苛测试，并在未来量产使用这项技术的电池。

据透露，基于“掺硅补锂电芯”技术的电池，其能量密度较现在行业领先水平将高出30％－40％。在智己汽车的全新架构宽带内，最高可实现约1000km的续航、20万公里零衰减。

那么，什么是“掺硅补锂电芯”技术？

据了解，811电池要搭配硅碳和硅氧使用，但是SiOx会存在首次效率低的原因，需要补锂工艺才能实现。

随着新能源汽车在实际应用中对续航里程要求的不断提高，动力电池相关材料也向着提供更高能量密度的方向发展。传统锂离子电池的石墨负极已经无法满足现有需求，高能量密度负极材料（硅碳，硅氧）成为企业追逐的新热点。

在理想状态下，若纯Si在完全嵌锂下，比容量可以达到4200mAh／g，但是也伴随着高达300％的体积膨胀，另外一种硅的氧化物—SiOX作为负极材料，Si－O键的键能是Si－Si键能的两倍，由于SiOx首次嵌锂的过程中会生成金属锂氧化物LiXO，这导致氧化亚硅材料的首次库伦效率仅为70％左右。

近年来经过诸多的技术改进，首次效率也仅仅提高到80％左右，这与石墨材料的94％还有很大的差距，为了缩短差距各研究所、高校、公司等都提出自己的材料改性办法得以让SiOX材料发挥出高比容量的优势。

硅碳负极补锂工艺是在硅碳负极表面预涂一层锂金属，该涂层与负极紧密接触，在灌注电解液后与负极发生反应嵌入负极颗粒内部，预存一部分锂离子在负极内部，从而弥补首次充放电或者循环过程中由于形成或修复SEI膜所需要消耗的Li离子。

相比于高难度、高投入的负极补锂工艺，正极补锂就显得朴实多了，典型的正极补锂的工艺是在正极匀浆的过程中，向其中添加少量的高容量正极材料，在充电的过程中，多余的Li元素从这些富锂正极材料脱出，嵌入到负极中补充首次充放电的不可逆容量。

目前尚不清楚宁德时代的811电池将采用哪种技术，但智己汽车将应用最高端的锂电池，基本已成定局。

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