Au Forum des Matériaux pour Batteries de l'Exposition Industrielle sur l'Énergie Nouvelle 2025 (10e édition) organisée par SMM Information & Technology Co., Ltd. (SMM), Lin Shaoxiong, Vice-Président de l'Institut Central de Recherche du Groupe Carbon One, a abordé le sujet « Points douloureux et idées pour les matériaux d'anode à base de silicium ». Applications et points douloureux des anodes en silicium
Quelles sont les exigences futures pour les anodes de batteries ?
Haute densité énergétique, haute sécurité, faible expansion, longue durée de vie et charge rapide (4-8C).
Les anodes à base de silicium, en tant que tendance future, leurs applications et défis
Les applications des anodes à base de silicium incluent les batteries de consommation, les batteries de traction, et les secteurs des drones et des EVTOL. Les défis des anodes en silicium se manifestent dans la sécurité de processus, la stabilité des lots, l'efficacité initiale, l'expansion, le stockage, les performances de charge rapide, le coût, et plus encore.
Route d'échelle du procédé de silicium-carbone
Limites des fours rotatifs :
Lorsque le silane (SiH4) est déposé dans un four rotatif, la trajectoire des particules incontrôlable peut entraîner une dépôt inégal de silicium, un revêtement en carbone incomplet et une cohérence de lot médiocre. Défis de production en masse des lits fluidisés :
Bien que les lits fluidisés puissent réaliser un dépôt uniforme, ils nécessitent un scellement d'équipement extrêmement élevé et un contrôle de pression, et sont difficiles à échelonner à une capacité de niveau mt, ce qui entraîne une utilisation faible du silane (seulement 30%~50%) et augmente les coûts. Contrôle précis de la température et de la pression :
Les procédés CVD nécessitent un contrôle précis des zones de température du four et de la pression partielle de silane à haute température, sinon de la silice amorphe ou une agglomération de particules de silicium peut se former, affectant les performances. Idées pour les anodes à base de silicium
Le nouveau futur du silicium-carbone — Procédé de dépôt de vapeur
Diagramme du procédé de dépôt de vapeur de silicium-carbone
Sources abondantes de carbone poreux :
Les matériaux de biomasse, tels que les noix de coco, les coques de riz, le bois et d'autres déchets de biomasse, sont naturellement renouvelables ; les matériaux résineux, tels que la résine phénolique, sont des produits chimiques. Haute densité énergétique :
Les anodes en silicium-carbone ont des caractéristiques de capacité spécifique élevée, offrant une densité énergétique plus élevée, augmentant ainsi l'autonomie des batteries. Longue durée de cycle :
Les anodes en silicium-carbone ont une bonne stabilité, capable de supporter des centaines voire des milliers de cycles de charge-décharge, prolongeant ainsi la durée de vie des batteries. Protection de l'environnement :
La technologie de séparation de vapeur CVD est une méthode de préparation respectueuse de l'environnement qui ne produit pas de déchets nuisibles et répond aux exigences d'énergie verte. Orientation du substrat de carbone poreux
Réduction de l'expansion du silicium-carbone
Introduction de mésopores pour fournir un espace tampon d'expansion, combiné avec la technologie de revêtement d'interface
Amélioration des performances de charge rapide
Amélioration de l'efficacité initiale du silicium-carbone
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