目錄CONTENTS研究背景介紹液態(tài)電池硅負(fù)極研究010203 固態(tài)電池硅負(fù)極研究進(jìn)展課題組成員與研究方向04研究背景介紹01雙碳背景下，新能源普及成必由之路，“中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和?！薄?xí)近平總書記于第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)資料來源于BP

Energy

Outlook

20202030年前2060年前力爭(zhēng)：二氧化碳排放達(dá)到峰值力爭(zhēng)：實(shí)現(xiàn)二氧化碳的“零排放”國(guó)家能源局錨定2030年非化石能源消費(fèi)比重25%；風(fēng)電光伏裝機(jī)12億千瓦以上。“3060”目標(biāo)52%2060中國(guó)能源結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)2022第二屆中國(guó)國(guó)際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)SchoolofMetallurgyand

Environment儲(chǔ)能是實(shí)現(xiàn)新能源轉(zhuǎn)型重要支撐“全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織表示：隨新能源大規(guī)模接入，為克服風(fēng)電光伏發(fā)電的間歇性、波動(dòng)性，全球電力系統(tǒng)正從“源-網(wǎng)-荷”到“源-網(wǎng)-荷-儲(chǔ)”轉(zhuǎn)化，儲(chǔ)能將成為新型電力系統(tǒng)的第四大基本要素。”資料來源于方正證券研究所和智研咨詢2022第二屆中國(guó)國(guó)際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)SchoolofMetallurgyand

Environment儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景發(fā)輸用配儲(chǔ)能系統(tǒng)消峰填谷?提高電網(wǎng)利用率?緩解調(diào)峰壓力?錯(cuò)峰用電，節(jié)約電費(fèi)儲(chǔ)存超發(fā)電量?降低輸電投資成本?提升電能質(zhì)量?作為后備電源平滑功率輸出?提高系統(tǒng)可靠性?保證容量充裕度?減少用電尖峰負(fù)荷提供可靠容量支撐?維護(hù)電壓穩(wěn)定?緩解電力阻塞?作為輸電資產(chǎn)2022第二屆中國(guó)國(guó)際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)SchoolofMetallurgyand

Environment市場(chǎng)呼喚長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能具有更強(qiáng)的時(shí)間尺度靈活性，更大的多余電力消納能力，對(duì)高峰負(fù)荷削減作用更明顯。各地實(shí)行階梯電價(jià)，峰谷價(jià)差進(jìn)一步拉大，長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能電站顯示出更強(qiáng)經(jīng)濟(jì)效益。長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能定義：美國(guó)桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室發(fā)布的《長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能簡(jiǎn)報(bào)》定義為持續(xù)放電時(shí)間不低于4小時(shí)的儲(chǔ)能技術(shù)。資料來源于中信證券研究報(bào)告2022第二屆中國(guó)國(guó)際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)SchoolofMetallurgyand

Environment儲(chǔ)能技術(shù)的種類和市場(chǎng)分布2020年全球儲(chǔ)能技術(shù)市場(chǎng)分布資料來源于國(guó)泰君安研究所和艾意凱咨詢研究報(bào)告各儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展成熟度分析在新型儲(chǔ)能技術(shù)中，無論從市場(chǎng)占有率，還有技術(shù)成熟度來看，鋰離子電池儲(chǔ)能方案都大有可為！2022第二屆中國(guó)國(guó)際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)SchoolofMetallurgyand

Environment鋰離子電池儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)和限制電池能量密度高（相對(duì)于液釩電池等）循環(huán)壽命較長(zhǎng)（相對(duì)于鉛酸電池等）響應(yīng)速度較快（百毫秒級(jí)）綠色環(huán)保優(yōu)勢(shì)

限制功率和能量耦合，適合1-2小時(shí)儲(chǔ)能有一定的資源限制（如Li、Co等）電池成本較高存在安全隱患2022第二屆中國(guó)國(guó)際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)SchoolofMetallurgyand

Environment安全需求促進(jìn)固態(tài)技術(shù)的發(fā)展2022第二屆中國(guó)國(guó)際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)SchoolofMetallurgyand

Environment新型固態(tài)電池廠家的體系選擇世界知名的固體電池廠商都將硅負(fù)極作用其電池體系的技術(shù)選擇！資料分別來源于輝能、Solid

Power、Quantumscape官網(wǎng)高Si負(fù)極固態(tài)電解質(zhì)NCM811臺(tái)灣輝能Solid

PowerQuantumscape2022第二屆中國(guó)國(guó)際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)SchoolofMetallurgyand

Environment液態(tài)電池硅負(fù)極研究02硅負(fù)極材料特點(diǎn)理論比容量高：3580

mAh/g（Li3.75Si）元素豐度高：大陸地殼含27.6%，不存在資源限制問題單位容量成本低（Si：G=27：80

RMB/mAhg-1）對(duì)鋰電位0.4

V，不容易發(fā)生析鋰，安全性好硅負(fù)極材料的優(yōu)勢(shì)硅的室溫禁帶寬度為1.12eV，本征電阻率為2.3*106S/cm體積膨脹使得顆粒粉化與脫落，造成直接的容量衰退SEI膜的反復(fù)破裂與生成，消耗電池體系中活性Li硅負(fù)極材料存在的問題2022第二屆中國(guó)國(guó)際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)SchoolofMetallurgyand

Environment硅儲(chǔ)鋰的力學(xué)-電學(xué)特性硅負(fù)極材料的儲(chǔ)鋰機(jī)制嵌鋰反應(yīng)過程：Si(c)+xLi++xe?→LixSi(α)→Li3.75Si

(c)脫鋰反應(yīng)過程：Li3.75Si(c)→(3.75-x)Li++(3.75-x)e-+LixSi(α)→Si(α)+xLi++

xe-Li0.5Si（紅線）和Li2.5Si（藍(lán)線）裂紋MD模擬和應(yīng)力-應(yīng)變曲線LixSi x↑Si鋰化過程中離子電導(dǎo)率變化曲線2022第二屆中國(guó)國(guó)際新型儲(chǔ)能技術(shù)及工程應(yīng)用大會(huì)SchoolofMetallurgyand

Environment硅負(fù)極的改性方法減緩或抑制硅材料在嵌/脫鋰過程產(chǎn)生的巨大體積變化，增加材料的力學(xué)性能和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，從而改善循環(huán)性能。改性基本思路1.

降低尺寸3.

形貌控制4.

多孔結(jié)構(gòu)硅材料納米化與形貌控制