硅碳负极后期会不会取代石墨负极？

2024-08-02 09:26 仪器与检测云助理
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硅碳负极材料是什么




硅碳负极材料是一种新型的锂离子电池负极材料，由硅和碳复合而成。其理论比容量高达4200mAh/g，远高于传统石墨负极材料的372mAh/g。这种材料具有高能量密度、高首次充放电效率以及优异的循环稳定性等优点，被视为下一代高能量密度电池的关键材料。

硅碳负极应用前景




目前，硅碳负极材料主要应用于动力电池领域，如新能源汽车和储能系统中。此外，硅碳负极材料还被广泛应用于高端3C数码产品，并逐步进入动力电池应用阶段，随着技术的不断成熟，硅碳负极材料在快充电池和固态电池中的应用也在持续扩展。目前，硅碳负极材料主要应用于动力电池领域，如新能源汽车和储能系统中。此外，硅碳负极材料还被广泛应用于高端3C数码产品，并逐步进入动力电池应用阶段，随着技术的不断成熟，硅碳负极材料在快充电池和固态电池中的应用也在持续扩展。
硅碳负极材料的市场需求正在快速增长。据预测，到2025年，全球硅碳负极材料市场空间将达到297.5亿元人民币。国内企业贝特瑞在硅碳负极材料研发和生产方面领先，已实现批量供货，并配套松下-特斯拉体系。多孔硅碳技术路线的出现让硅碳负极材料的性能实现了群体性突破，有望开启在动力电池领域的规模化应用。
虽然硅碳负极材料具有显著的优势，但短期内完全取代石墨负极仍有一定难度。石墨负极材料因其成本低廉、循环寿命长等优点，在当前市场上占据主导地位。硅碳负极材料尽管市场前景广阔，但目前仍处于商业化应用初期，目前面临诸多的技术挑战，如体积膨胀和电极稳定性问题。

值得一提的是，在硅碳负极材料的生产和质量控制过程中，碳硫含量的检测显得尤为重要。碳硫含量直接影响到材料的性能和安全性。例如，含硫质量分数较高的碳/硫复合电极材料可以显著提高电池的能量密度和循环寿命，因此，精准检测其碳、硫元素，对生产过程中产品质量控制有着重要的意义。


目前使用碳硫仪测试碳、硫元素的含量是行业内的主流方法。本文采用高频红外碳硫仪检测，对某锂电企业的4组硅碳负极材料样品进行碳元素分析，测试结果准确、稳定性高，仪器操作便捷，完全可以胜任于该客户负极材料中碳和硫含量检测与分析。

碳硫分析仪（感兴趣可联系：18602072636 ）

实验仪器及试剂




高频红外碳硫分析仪；陶瓷坩埚（碳硫仪用）若干；电子分析天平（精确到0.0001g）；工业纯氮气（动力气）、氧气（99.5 %）；钨助熔剂和碳硫标样；吸水剂（高氯酸镁）和二氧化碳吸收剂（碱石灰）。

如有碳硫分析仪标样和耗材需求可联系18602072636


仪器参数设置




表1 高频红外碳硫分析仪工作参数


实验步骤




准确称取0.0100g-0.0200g（精确到0.0001g）试样于陶瓷坩埚中，分析天平自动读取重量后，加入约1.8g钨助熔剂，置于仪器坩埚托上，通氧燃烧测试。

碳硫分析仪（感兴趣可联系：18602072636 ）


实验数据




样品测试释放曲线




样品1碳释放曲线：

样品2碳释放曲线：

样品3碳释放曲线：

样品4碳释放曲线：


结论




根据本次4组样品结果和释放曲线与客户提供的样品实际数据对比可知：测试结果准确、重现性好，数据稳定。因此，采用高频红外碳硫仪在试验方法、仪器精密度和稳定性上，均能很好地满足该硅碳负极材料企业中碳元素和硫元素日常检测需求。


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