中国粉体网讯 近日，邢台市委书记杨猛亲自率领代表团前往古都西安，对埃普诺新能源科技集团有限公司进行了深入考察访问。杨猛书记出席市高新区与埃普诺集团隆重举行的新能源电池硅碳负极材料项目签约仪式，此次签约项目总投资高达24亿元人民币，旨在建设一条年产6万吨硅碳负极材料的生产线。
埃普诺集团成立于2021年，是国内一家专注于硅碳负极材料研发、生产与销售的高科技新型技术集团企业。公司专注于新能源锂离子硅碳负极材料研发、生产、销售，目前公司已通过材料ISO三体系认证，部分硅碳产品已通过CNAS检测认证。目前拥有国内外先进的负极材料生产技术，获得自主研发授权专利30余项、发明专利50余项，国际专利1项。
埃普诺采用“结构—界面一体化”技术，多尺度协同解决硅材料的体积面积膨胀、导电性差及界面不稳定性难题，其技术壁垒高、具有完全自主知识产权。基于“结构—界面一体化”技术，生产的硅碳负极产品具有原材料丰富工艺环保、比容量高和稳定性好等特点，为300Wh/kg及以上高能量密度锂离子电池提供材料方案，极具市场竞争优势。
近年来，硅基材料因诸多优点被广泛应用于锂离子电池负极材料。首先，硅具有约为4200ｍAh/g的超高质量比容量，大约是石墨的十倍。其次，硅负极的放电电位平台相对较低，在与正极配对时会产生较高的工作电压，从而在整个电池中产生较高的能量密度。第三，地壳中的硅元素含量很高，生态友好，同时硅还具有良好的环境相容性、低毒性和相对稳定的化学性质等优点，这些都使硅成为商业石墨负极最有希望的替代品之一。
然而，在锂离子电池充放电过程中，硅的体积变化会导致活性材料脱落和固体电解质界面膜的持续破裂，从而导致电池循环寿命短和快速的容量衰减。而碳复合可以弥补这一缺陷。碳材料具有相对稳定的结构、循环时有限的体积膨胀、优异的导电性、机械柔性、热稳定性和化学稳定性，不仅充当缓冲壳以减轻体积变化，而且降低了硅与集流体之间的接触电阻。
硅碳负极研究进展
（1）硅/石墨复合材料
利用化学气相沉积法或者机械球磨的方式可以制备硅/石墨复合材料。虽然化学气相沉积法制备的样品更均匀、更规律，但成本相对较高。机械球磨等物理方法在规模化和生产成本上更具优势。采用硼掺杂的微结构硅和石墨复合，表现出了高的容量和保持率。目前，在硅碳材料的生产中，硅添加的比例为1%-5%左右。由于石墨价格低廉，以石墨作为主要复合成分的硅/石墨复合材料成为生产中的首选。
（2）硅/碳纳米管复合材料
在几种著名的碳材料中，碳纳米管的导电性极佳，物理稳定性好，作为添加剂用于改善硅基材料的电化学性能引人注目。研究表明，纳米硅颗粒沿着碳纳米管均匀分布后可以优化硅的电化学性能。将10nm的硅沉积在直径为5nm的碳纳米管上，得到的复合材料容量高达3000mAh/g（充放电速率为1.3C）。研究发现，碳纳米管可以缓解硅的体积膨胀现象，并沿着轴向为电荷传递提供连续的路径，改善复合材料的电子电导率和电化学性能。
（3）硅/石墨烯复合材料
石墨烯柔韧性好、比表面积大、电子电荷导电率高，是包覆纳米硅颗粒的理想材料。将纳米硅颗粒、蔗糖和氧化石墨烯混合物进行冷冻干燥，然后经过热处理，制备出碳化硅/石墨烯复合材料。该方法在实现纳米硅颗粒的碳包覆的同时，也解决了石墨烯基片在复合材料的分散不好的问题。该复合材料在500mAh/g的电流密度下，首次充放库仑效率为83.7%，100个循环后比容量依然高达1410mAh/g，容量保持率为67%。
参考来源：
邢台发布公众号
高嘉祺等，硅碳负极材料的维度设计、制备及在锂离子电池中的应用
张成鹏等，锂电池硅碳负极材料的研究进展
中国粉体网
（中国粉体网编辑整理/留白）
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