日立麥克賽爾在“第48屆電池討論會(huì)”上,關(guān)于該公司正在開發(fā)的硅合金類負(fù)極,發(fā)表了題為“SiO-C復(fù)合負(fù)極材料劣化機(jī)理分析與方形電池特性”(演講序號:2B21)的演講。該公司開發(fā)出了SiO(含有粒子徑為納米尺寸的硅)和碳(C)復(fù)合的硅合金類負(fù)極材料。日立麥克賽爾為提高在硅合金類負(fù)極中困難的充放電周期特性,除在電解液中添加了碳酸亞乙烯酯(VC)外,還把負(fù)極材料的粘合劑由PVDF替換成了粘著強(qiáng)度更高的酰亞胺類材料。
關(guān)于負(fù)極的劣化,該公司分析發(fā)現(xiàn),是充放電循環(huán)引起電池體積的變化,導(dǎo)致SiO粒子破裂,露出來的硅分解電解液,使得LiXSi附著在硅表面上,導(dǎo)致界面電阻增加的結(jié)果。同時(shí)該公司認(rèn)為SiO的膨脹及收縮導(dǎo)致的負(fù)極導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)崩潰也是負(fù)極劣化的原因。
所以該公司在負(fù)極材料上導(dǎo)入石墨時(shí),除添加了被認(rèn)為能夠形成穩(wěn)定的覆蓋膜得VC材料外,還采用了比PVDF強(qiáng)度更高、伸長量更小的酰亞胺類粘合劑來防止導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)崩潰。這樣,采用VC和酰亞胺類粘合劑試制出來的方形單元(4.6mm以下× 34mm×43mm)在充放電200個(gè)周期之后仍維持了70%的容量,而未采用VC和酰亞胺類粘合劑時(shí),充放電200個(gè)周期后容量只剩下不到40%。