信越化学前身为“信越氮肥株式会社”,1940年更名为“信越化学工业株式会社”,1949年开始着手硅酮的初步研究。2020年,信越化学更是被评为日本最具潜力的三家企业之一。在半导体硅片市场,信越化学目前是全球第一大供应商,已经成为全球最赚钱的半导体材料公司;同时在KrF光刻胶,信越化学占据全球2成,排在全球第二位;另外信越化学在PVC、有机硅、电子功能材料、功能性化学品、化工产品等多个领域处于世界领先地位。2020年,信越化学的半导体硅片业务营收占比为25%,PVC及化工产品、有机硅、电子功能材料、功能性化学品营收占比分比为31%、14%、16%和8%。公司已经实现了产业链的垂直延伸,自行生产的金属硅可为半导体硅片提供原料。
作为全球最早量产商业化硅基负极材料的公司,信越化学在硅基负极材料领域专利布局处于全球领先地位,布局专利数量超过210项,其中在氧化亚硅布局超过180余项。布局专利涵盖材料组成、制备工艺、设备、碳包覆,预锂化、掺杂改性等方向,基本在硅基材料领域实现了全面布局。
最近,信越化学公开了一项专利技术,专利技术继续围绕如何提升硅基材料在全电池中充放电效率、循环寿命等性能。通过进一步优化了材料SiOX组成比例、材料的碳包覆量等手段提升了材料的循环性能和充放电性能。为验证上述技术手段的有效性,利用全电池对技术进行了验证(全电池中正极采用NCA为活性材料;负极配方: SiOX/碳纳米管/直径50纳米的细碳/苯乙烯-丁二烯橡胶/羧甲基纤维素质量比为=92.5 : 1 : 1 : 2.5 : 3的质量比)。实验结果发现:当X = 0.9时材料的首次效率较高,效率高88.7%,具有较好的循环性能,而当X < 0.8的不仅首效降低同时全电池循环性能也变差;在负极制备浆料的过程中添加碳酸锂、磷酸铝可以提高负极循环稳定性。另外,通过负极材料锂化形成Li2SiO3同样可以提升材料的首次效率;材料制备过程中在空气气氛中进行碳材料包覆硅基材料的热处理时,有利于首次循环效率的提升,当所合成的材料粒径D50保持在6微米的情况下材料首次循环效率高达89.5%,在全电池中经过500次循环后容量保持率在70.1%左右。
点评:信越化学对硅基负极研究较深,尤其是在产业化方面具有深厚的技术积累。本专利通过多种技术手段对SiO0.9材料进行优化,提升材料的循环稳定性和首次循环效率并最终使材料能够达到商业化应用的需求,本次公开的专利主要是基于之前的研究基础上而展开,主要从材料配方、使用工艺优化等两方面展开。信越化学进一步强化自身在硅-氧基负极材料领域的布局。
原文始发于微信公众号(储能产业新观察):日本信越化学最新硅基负极材料专利解读
新能源汽车的快速发展带动了动力电池的高速增长。动力电池生产流程一般可以分为前段、中段和后段三个部分。其中,前段工序包括配料、搅拌、涂布、辊压、分切等,中段工序包括卷绕/叠片、封装、烘干、注液、封口、清洗等,后段主要为化成、分容、PACK等。材料方面主要有正负极材料,隔膜,电解液,集流体,电池包相关的结构胶,缓存,阻燃,隔热,外壳结构材料等材料。 为了更好促进行业人士交流,艾邦搭建有锂电池产业链上下游交流平台,覆盖全产业链,从主机厂,到电池包厂商,正负极材料,隔膜,铝塑膜等企业以及各个工艺过程中的设备厂商,欢迎申请加入。
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