【會議報告】硅基負(fù)極材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用

近年來，長虹控股集團(tuán)旗下四川長虹新材料科技有限公司（簡稱：長虹新材料）堅持技術(shù)創(chuàng)新，提出理論指導(dǎo)、工藝研究與應(yīng)用技術(shù)開發(fā)相結(jié)合的協(xié)同研發(fā)思路，成功開發(fā)出“化學(xué)研磨”“原位多級包覆”及“產(chǎn)品高效應(yīng)用”等核心技術(shù)，并重點布局了1200到2000mAh/g容量規(guī)格的納米硅碳產(chǎn)品。其中，“化學(xué)研磨”技術(shù)可使核心工段生產(chǎn)效率提升50%以上、“原位多級包覆”核心技術(shù)可支撐低成本原料的高效利用，“產(chǎn)品高效應(yīng)用”填補了市場應(yīng)用技術(shù)的空缺。

目前，產(chǎn)品已在產(chǎn)業(yè)公司進(jìn)行批量生產(chǎn)。同時，相關(guān)核心技術(shù)已申請國家發(fā)明專利十余項。低成本、高性能納米硅碳，高機械強度、高導(dǎo)電率的金屬鋰合金負(fù)極材料，已進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化實質(zhì)性應(yīng)用階段。

據(jù)長虹新材料公司研發(fā)部部長韓洪川介紹，負(fù)極材料作為電池的重要材料之一，雖然成本占比較小，但對電池性能的影響最大。因此，其材料的優(yōu)劣決定了電芯的安全性能、循環(huán)性能和壽命等。  

長虹新材料研制的硅基負(fù)極材料比容量最高可達(dá)1400mAh/g，相較于純硅基負(fù)極材料，具備較低的體積膨脹，能夠有效提升電池電化學(xué)及安全性能。從商品實用化的角度出發(fā)，長虹新材料所研制的硅碳負(fù)極材料產(chǎn)品比容量可達(dá)450-500mAh/g（組裝全電池復(fù)合負(fù)極活性材料實際比容量發(fā)揮）。

據(jù)悉，2021年，長虹新材料硅基負(fù)極和金屬鋰負(fù)極開發(fā)團(tuán)隊從市場需求、企業(yè)競爭力、產(chǎn)品性能等多維度進(jìn)行深度挖掘，聚焦“硅基負(fù)極電化學(xué)反應(yīng)過程中體積膨脹大”“金屬鋰負(fù)極材料導(dǎo)電性差”等材料本征缺陷問題，進(jìn)行低成本、高性能負(fù)極材料開發(fā)。

團(tuán)隊負(fù)責(zé)人憑借自身多年豐富的工程化經(jīng)驗，鼓勵團(tuán)隊成員學(xué)會“反思+發(fā)現(xiàn)+總結(jié)”的同時，還帶領(lǐng)團(tuán)隊經(jīng)過大量的嘗試和反復(fù)驗證，最終完成了低成本、高性能納米硅碳，高機械強度、高導(dǎo)電率的金屬鋰合金負(fù)極材料開發(fā)。

據(jù)了解，上述兩種材料制備關(guān)鍵工藝技術(shù)作為長虹控股集團(tuán)首個完全自主孵化技術(shù)成果，已獲1億元投資，進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化實質(zhì)性應(yīng)用階段。年產(chǎn)1000噸硅碳負(fù)極材料及年產(chǎn)20噸金屬鋰負(fù)極材料生產(chǎn)線于2023年12月建設(shè)完成，按現(xiàn)有產(chǎn)能計算，滿產(chǎn)滿銷年產(chǎn)值將達(dá)1.5億元。

針對各類負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)與國內(nèi)外市場狀況，中國粉體網(wǎng)將于2025年6月24-25日在安徽·合肥舉辦第二屆硅基負(fù)極材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇暨2025CVD硅碳負(fù)極材料前沿技術(shù)論壇。旨在為負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)鏈上中下游企業(yè)搭建深度交流的平臺，開展產(chǎn)、學(xué)、研合作，助推負(fù)極材料行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。屆時，四川長虹新材料科技有限公司董事長、總經(jīng)理高劍將作題為《硅基負(fù)極材料的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用》的報告。

報告立足高能量密度、低成本、高安全鋰電關(guān)鍵材料行業(yè)發(fā)展需求，概述鋰電池負(fù)極材料現(xiàn)狀及電芯設(shè)計，并聚焦各類硅基負(fù)極材料，從實用化與商品化角度分析其性能優(yōu)缺，探討應(yīng)用場景。此外，報告將介紹研究團(tuán)隊在硅基負(fù)極產(chǎn)業(yè)化方面的進(jìn)展、產(chǎn)品優(yōu)勢，以及硅碳產(chǎn)品在固態(tài)電池中的應(yīng)用現(xiàn)狀。報告主體涵蓋負(fù)極材料發(fā)展背景、硅負(fù)極面臨的挑戰(zhàn)與現(xiàn)狀、硅基負(fù)極制備技術(shù)研究進(jìn)展及固態(tài)電池用硅基負(fù)極開發(fā)思考四部分，旨在為相關(guān)研究提供參考。

專家簡介：

高劍，清華大學(xué)工學(xué)博士，研究員職稱，中共黨員。四川長虹新材料科技有限公司董事長、總經(jīng)理。長期從事鋰離子電池及關(guān)鍵材料的研究，擔(dān)任電子科技大學(xué)、中南大學(xué)兼職教授、四川大學(xué)客座教授、國家自然科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)評審專家、教育部學(xué)位中心研究生學(xué)位論文評閱專家、四川省科技專家?guī)鞂＜遥@得四川省學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人、四川省技術(shù)創(chuàng)新促進(jìn)會技術(shù)創(chuàng)新杰出個人、安徽省技術(shù)領(lǐng)軍人才、安徽省“宛陵英才”創(chuàng)新團(tuán)隊帶頭人、成都市高層次人才等稱號，帶領(lǐng)團(tuán)隊獲得四川省首批“賽馬制工程技術(shù)中心”，作為負(fù)責(zé)人承擔(dān)了10余項國家、省市級和技術(shù)轉(zhuǎn)讓項目，已發(fā)表學(xué)術(shù)論文80余篇，其中SCI收錄50余篇，EI收錄30余篇；申請和授權(quán)國內(nèi)外發(fā)明專利100余項。

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