負極材料是鋰電池核心材料之一，目前大多采用石墨。隨著對續(xù)航里程需求的持續(xù)升級，傳統(tǒng)石墨負極已不能滿足市場對電池能量密度的期望。

而硅基材料就被看做替代石墨的下一代材料，據(jù)測算，硅基負極材料的比容量可達石墨負極的10倍，被看作是后者的“替代者”。

傳統(tǒng)硅基材料的應(yīng)用，主要采用碳包覆技術(shù)，即在硅材料表面復(fù)合一層碳材料。但由于硅材料充放電過程中體積變化高達300%，多次循環(huán)后表面包覆的碳材料會破碎、脫落，對硅材料的保護作用大幅減弱，從而導(dǎo)致電池循環(huán)性能不佳。

這一世界級難題如“幽靈”一般困擾產(chǎn)業(yè)界10來年之久。作為國內(nèi)動力電池領(lǐng)域的頭部企業(yè)，寧德時代在該領(lǐng)域的研發(fā)及應(yīng)用獲得了突破性的介紹。

寧德時代首席科學(xué)家吳凱介紹，寧德時代摒棄了傳統(tǒng)碳包覆技術(shù)，轉(zhuǎn)向研究人造電解質(zhì)界面膜包覆技術(shù)。歷時2年多，將這一技術(shù)應(yīng)用到硅材料制備，開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型人造電解質(zhì)界面膜包覆的硅碳復(fù)合負極材料，其循環(huán)性能表現(xiàn)顯著優(yōu)于國外產(chǎn)品。

“與碳材料相比，人造電解質(zhì)界面膜與硅材料的結(jié)合作用力更強、彈性更好、不易破碎或粉化，對硅材料起到很好的保護作用，因此能夠在循環(huán)中大幅提高硅材料的界面穩(wěn)定性，從而提升電池的循環(huán)壽命。”

吳凱說，此舉將促進國內(nèi)充分掌握材料改性、前驅(qū)體合成等多方面的核心技術(shù)，實現(xiàn)關(guān)鍵材料技術(shù)的國產(chǎn)化，為硅碳復(fù)合負極的逐步商業(yè)化推廣應(yīng)用提供了重要保障。

而基于該技術(shù)，寧德時代已經(jīng)率先開發(fā)出比能量(質(zhì)量能量密度)達304Wh/kg的電池樣品，在與國際同行的競賽中實現(xiàn)領(lǐng)跑。