成果信息

通过Rochow反应、化学气相沉积等多种方法，利用不同有机前驱体、硅以及碳材料等合成具有不同结构特点的碳/碳、硅/碳复合材料，用于锂离子电池负极材料。原料多选自廉价的有机硅废触体、炭黑、石油焦、针状焦以及有机硅生产过程中的甲基氯硅烷副产物等；复合材料具有多样的形貌特点，包括多孔结构、球形结构、链式结构以及其他特殊的形貌结构。通过控制硅与碳的含量及材料的结构，使得材料的可逆循环容量在350-1000mAh/g之间，并且在大电流密度1A/g时，高容量硅/碳复合负极材料的可逆容量仍可达到500mAh/g；复合材料的倍率性能远远高于商业化石墨球负极材料。控制合适的生产工艺条件，将有望实现多孔硅/碳复合负极材料的低成本规模化制备。)

背景介绍

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应用前景

全球市场来看，锂电负极材料的主要种类有天然石墨(59%)，人造石墨(30%)，中间相炭微球(8%)及其他类型(3%)。预计2015年生产总值将达到45～55亿元，企业净利润可达到百分之十以上；目前中国负极材料占比40%以上，2015年中国市场份额将超过60%，新增负极材料2万吨/年，负极材料的价格为3万元/吨以上。由于材料结构性能的不稳定性以及制备方法的复杂性，硅碳复合负极材料仍处于发展初期阶段，一直未能进入规模化生产。从专利方面来看，截至2014年末，中国硅碳复合材料的专利共有269项，其中2012-2014年共申请专利186项，占比69%，专利的分布也比较分散，一般公司企业也只拥有1-2项硅碳复合材料授权专利。便携式电子设备增长对锂电池和负极材料的强劲需求驱动硅碳复合负极材料的积极发展，也预示了硅碳复合负极材料未来经济效益的不可估量。)