纳米硅负极材料是锂离子电池实现能量密度达到或超过300 瓦时/公斤的关键。目前商业化纳米硅采用化学气相沉积法生产,成本太高且性能不理想,对负极容量的提升有限。而传统化学法制备的纳米硅因成本、质量等因素很难应用于锂离子电池。
本项目提出一种熔盐电化学制备新技术,纳米硅生产如同化学气相沉积法在无氧条件下进行,而操作温度可远低于化学气相沉积,因而纳米硅尺寸更小、表面氧含量可控,锂电负极性能更为优越。与此同时,其生产成本约为化学气相沉积法的1%,因此具有重要的产业化应用前景。
项目技术易于规模化实现,材料负极首周效率可达80%以上,1C稳定循环容量可达1500 mAh/g。项目技术有望将纳米硅的价格降低至普通工业硅的水平,比目前商品化纳米硅成本低1-2个数量级。考虑锂离子电池在手机及动力电源方面的广泛应用,项目成功实施的效益将非常巨大。