中国粉体网讯 负极材料是锂离子电池关键材料之一，对锂离子电池的最终性能起着至关重要的作用。高能量密度、高功率密度动力锂离子电池的性能优化需要依托于负极材料的技术创新突破。
当下石墨仍然是负极材料市场的主流，但由于石墨材料的比容量已接近理论比容量极限372mAh/g，进一步提升空间有限，限制了高性能锂离子电池的发展。未来，石墨负极将不能满足锂离子电池市场的高性能需求。随着技术创新、消费需求的变化，负极材料市场在呼唤新一代高性能产品出现。
科研人员在寻找替代性材料的过程中，经过许多尝试，也有不少新的高能量密度负极材料被研发和试用，例如金属锂负极、合金类负极、金属氧化物负极、金属硫化物负极等等。在负极材料研究中，硅（Si）作为地壳中第二丰富元素，在储量、成本、生态方面有优势，被视为最具吸引力的材料，也成为近年来负极材料研究的热点。
硅基负极材料要想真正实现大规模应用，要解决三个问题：一是体积膨胀问题，硅充放电过程中体积膨胀收缩变化达300%，会产生较大的机械应力，多次循环后硅颗粒会发生断裂和粉化，造成负极失效；二是内部应力和裂纹，硅基负极巨大的体积变化诱发电极内部应力积累，产生裂纹，导致电极粉化，活性材料与集流体分离，性能衰减；三是库伦效率问题，硅基负极巨大的体积效应还会导致界面的不稳定性，造成SEI的持续生长，损失活性锂源，降低库仑效率。
为了解决上述这些问题，科研人员采取了一系列的手段来对硅基负极材料进行改性，包括了纳米化、碳基复合、合金化和导电聚合物复合等等，其中碳基复合已经在商业化的电动汽车上应用。
针对各类负极材料的产业化技术与国内外市场状况，中国粉体网将于9月份举办2022先进负极材料技术与产业高峰论坛。届时，天津师范大学能源材料工程中心张波研究员将作题为《高容量硅碳负极材料的研究进展》的报告。报告主要内容包括张波研究员课题组近年来以石墨为主体材料所合成的多种高容量负极材料的最新研究进展，并对几种复合材料的电化学性能进行综合分析。
专家简介：
张波，45岁，天津师范大学能源材料工程中心研究员。2010年博士毕业于南开大学新能源材料化学研究所，主要从事锂电负极材料相关的研究工作。曾在天津渤海化工集团从事导电炭黑研发工作，在中海油主持完成锂电负极材料产业化项目，项目金额近千万元。在国外学术期刊发表SCI收录论文多篇，论文被引用近八百余次。进入天津师范大学能源材料工程中心后，先后主持进行了多项校企横向课题研究工作。总科研经费近300万元。2015年获得天津市自然科学二等奖（第四排名）。主要科研方向为中间相炭微球、硅碳负极材料、快充石墨负极、低温负极材料以及锡基负极等课题的研究。
参考来源：
1、邱治文.Si基锂离子电池负极材料研究进展
2、韩慕瑶等.硅及硅基负极材料的研究进展
3、机遇与挑战并存，硅基负极两条商业化路线.中国粉体网
（中国粉体网编辑整理/文正）
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