當(dāng)下鋰電池生產(chǎn)中，最廣泛應(yīng)用的負(fù)極材料就是碳素(石墨)材料。與正極材料的多元化發(fā)展不同，碳素材料憑借較高的工業(yè)成熟度和低廉的成本，幾乎獨(dú)霸了整個(gè)負(fù)極材料市場(chǎng)。

但這并不代表它沒(méi)有競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，與碳元素同處元素周期表同組里的硅、錫、鍺都與碳有相似的化學(xué)性質(zhì)，他們都可以作為負(fù)極材料使用。今天我為大家介紹最新的硅負(fù)極材料。

硅介于金屬于非金屬之間，最常用在半導(dǎo)體產(chǎn)品上，在電子工業(yè)上利用的是其物理性質(zhì)不穩(wěn)定的特點(diǎn)，但這個(gè)特性在反復(fù)的發(fā)化學(xué)反應(yīng)之中卻成了它的先天的不足。

但通過(guò)先進(jìn)的提煉、改良技術(shù)，硅元素也可以成為良好的負(fù)極材料。就如碳元素既可以組成石墨，又可組成金剛石一樣，硅元素通過(guò)重新排列，也可以獲得更穩(wěn)定的物理性能。

英國(guó)廠商N(yùn)exeon近日就通過(guò)成功改良硅元素的物理性質(zhì)，研制出了使用硅作為負(fù)極材料的新型鋰離子電池。

為何英國(guó)人要大費(fèi)周折改良硅元素來(lái)做負(fù)極材料?要回答這個(gè)問(wèn)題，我們就要先了解一下碳和硅做負(fù)極材料的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程，以及反應(yīng)中能量的變化。

碳負(fù)極材料：6C + Li+ + e- ? LiC6 能量轉(zhuǎn)化重量比=372 mAh/g

硅負(fù)極材料：4Si + 15Li+ + 15e- ? Li15Si4 能量轉(zhuǎn)化重量比=3580 mAh/g

由此我們可以看出，硅最為負(fù)極材料，可以在相同質(zhì)量下攜帶十倍于碳的能量，其優(yōu)勢(shì)是顯而易見的。但由于過(guò)去沒(méi)有改良硅物理性質(zhì)的成熟工藝，使得采用硅做負(fù)極材料的鋰離子電池一直都有使用壽命短的問(wèn)題。如今這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)有了關(guān)鍵性的突破，相信在將來(lái)，硅一定可以有力地沖擊碳元素作為負(fù)極材料老大的地位。