华为“硅基负极材料及其制备方法、电池和终端”专利公布，循环 600 次后电芯的膨胀率明显降低

IT之家 11 月 16 日消息，硅的理论比容量为 4200mAh / g，是目前研究最多、有望替代商业石墨的负极材料之一，然而硅在充放电过程中会产生巨大的体积膨胀与收缩，从而导致电极结构破坏。

国家知识产权局昨天公布了一项华为硅基负极材料的专利，名为《硅基负极材料及其制备方法、电池和终端》。

在这一专利中，研究者采用了一种硅基负极材料，兼具较高容量和较低膨胀性能，能够在一定程度上解决现有硅基材料因膨胀效应过大导致电池循环性能低的问题，提高负极的循环稳定性。

专利显示，采用该发明实施硅基负极材料制备的电池相对现有传统硅氧 / 碳复合负极材料制备的电池，其循环性能得到明显提升，充满电状态时电极片的膨胀率明显降低，循环 600 次后电芯的膨胀率明显降低。

这是由于其硅基负极材料通过使高硅氧比硅基颗粒分散在低硅氧比硅基基体中，实现了不同硅氧浓度限域分布，所得硅基负极材料兼顾高容量和高循环稳定性。

其中，高硅氧比硅基颗粒能够保证负极材料具有较高的嵌锂容量，而低硅氧比硅基基体在嵌锂过程中不会产生大的体积变化，且低硅氧比硅基基体分布在高硅氧比硅基颗粒周围可有效缓解高硅氧比硅基颗粒造成的体积膨胀，从而抑制硅基负极材料的破碎和粉化，提高硅基负极材料的循环寿命。

此外，高硅氧比硅基颗粒表面导电层的设置可以提高高硅氧比硅基颗粒的电导率，提高含硅基体和硅基颗粒两种不同硅氧比结构间的界面电导率；同时可以在高硅氧比硅基颗粒表面形成限制层，有效降低脱嵌锂造成的体积膨胀。

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