下面是小编为大家整理的产学研讨论组第一次研讨技术（精选文档）,供大家参考。
【锂电-材料-EV】产学研讨论组 问题准备：
1. 对于硅负极，除了实验发论文的那些策略，实际让硅负极在产业上可以用的策略有哪些？尤其针对膨胀，破裂，脱落的问题。
2. 针对于硅负极的预锂化手段有哪些，哪些可以实用化？预锂化后对电解液提出了哪些要求？ 3. 目前 SiOx/Gr 的 SiOx%比率最高已经实现了多少？mass loading 能到达什么水平？针对SiOx/Gr 的粘合剂，导电剂，添加剂都有哪些？ 4. 硅负极的膨胀如何测量？ 5. 对于硅基负极材料，石墨烯和 CNTs 真的在实际使用中效果显著吗（或者说哪个更有，不考虑成本的条件下），如果有效可以把硅的添加量极限添加量大概是多少？ 6. 可否讲一下硅负极的 self healing？
主讲人：牛俊杰 威斯康辛密尔沃基大学
牛津
北京化工大学
吴李力
某电池厂电芯研发工程师
潘效凯
硅负极导电剂研发工程师 题 问题 1：
：对于硅负极，除了实验发论文的那些策略，实际让硅负极在产业上可以用的策略有哪些？尤其针对膨胀，破裂，脱落的问题？ 牛教授：工业界掺杂硅都不会超过 10%，很多都是采用氧化硅或者硅合金来避免这些问题，但是也会带来新的问题，例如 lithium silicide .纳米硅的问题会更多一些 牛津博士：目前还是以成熟的炭负极（如石墨硬碳为主体），以纳米硅或氧化亚硅作为高容量添加剂还是最实际的。因为大部分论文里设计的改性方法都存在着成本高、体积面积比容量低的问题。此外 10%左右的硅加入量就可以让负极达到 600 mAh/g 的比容量. 吴李力工程师：是的硅含量设计不能太高，膨胀这个问题是不可避免的，石墨也有膨胀，就看你电芯设计的时候怎么考虑膨胀力的变化了 问题 2：Lithium silicide 指的是不同 lithiation 状态下的 LixSiy 吗？会有哪些问题呢？ 牛津博士：氧化硅在使用的过程中，硅酸锂盐的产生，影响库伦效率。
牛教授：在大电流放电下会有 SEI 破裂，內阻升高
问题 3：硅酸锂盐是 SiOx 电极中会产生吗？ 牛津博士：氧化硅在首次循环产生 Li2O、Li4SiO4 和 Li2Si2O5 等硅酸盐，Li2O 和 Li4SiO4的形成是不可逆的，会造成 SiOx 负极较低的库伦效率 牛教授：Li2SiO4 is the main irreversible product 问题 4：对于 SiOx 电极 lithium silicate 太大的 Li 消耗有什么解决方案吗？
问题 5：目前 SiOx 的首轮效率最高能到多少？如何解决 Li2SiO4 的问题？ 潘效凯：
问题 6：目前做的石墨材料，通过制造缺陷，造孔等技术已经可以让比容量达到 420；那这样的石墨是不是对于硅碳材料具有很大的挑战？
牛津博士：很多炭材料缺陷储 Li 都是不可逆的，引入缺陷过多还会造成工作电位升高，首效也会降低；缺陷引入影响石墨结晶，石墨嵌 Li 脱 Li 过程跟其结构密切相关直接影响其工作电位。负极平台上升，全电池工作电压就会下降
问题 7：，有没有遇到硅氧体系高温 45 度循环好于常温循环？可以解释其中的原理吗 牛教授：高温性能提高应该主要跟锂离子动力学提高有关，特别是在电解液中。
吴李力工程师：我理解是这样的，25 度前期比 45 度好，后期 25 度循环由于极化等原因出现跳水趋势了。
牛津博士：硅负极是靠合金反应，机理不同。循环后第二圈就成非晶结构了
问：如果是极化的原因 45 度极化会更大一些（考虑 SEI 电解液等副反应），可能和某些硅颗粒结构嵌锂机制有些关系，看各位学界老师有没有一些高见？
牛津博士：金 金属锂和硅负极辊压，然后用的时候在电解液里直接发生嵌 Li 反应，之前看到有报道，感觉还是比较有前景的。但是设计到金属锂活泼的问题，保存问题确实比较大；看这个图感觉还是和电解液有直接关系，后期界面阻抗问题应该很严重。
吴李力：你可以用原始数据做个极化分析，肯定是 25 度极化太大导致的，而且多半和 sei 成膜阻抗大有关 牛教授：对比一下 EIS 数据，估计你的 SEI 变得很厚了，电阻变大 问题 8：引入缺陷后，对石墨的压实密度是否有影响？
问题 9：为限制硅负极膨胀，有专门设计 voltage window 吗？比如说，避免<60mV；所以混合 graphite 后其实会导致一些 Si irreversible phase change 吗？ 牛教授：需要考虑 SEI，尽量避免两相得反应，要快速非晶化 问题 10：
针对于硅负极的预锂化手段有哪些，哪些可以实用化？预锂化后对电解液提出了哪些要求？ 牛教授：其实我们发现在做 pouch cell 的时候发现不做 prelithiation 也可以，正极用 NMC。
问题 11：非预锂化，影响首效和容量吗？ 牛教授：关键要控制好 N/P 比，此外我们在正极中添加预锂化剂，但是首效也不是很高，近80%。
牛津博士问：是不是还要建立在负极首效很高的基础上？ 牛教授：正极预锂化，配比要高一些 吴李力：预锂化是个大难题，要么不安全，要么对搅拌涂布工艺要求极高，要是能像电解液一样，注液进去就补锂的措施就好了。
傅儒生：这也是个方案 但是正极的容量低 用来补负极的损失 不太划算
问题 12：在预锂化方面大家有什么看法呢？ 傅儒生：韩国不是有 Mg2SiO3 的预锂化方案 日本应该有 Li2SiO3 预锂化方案，但都还没有大规模应用 牛津博士：负极添加金属锂报道的最多吧，就是通过物理混合方法讲金属锂与硅负极混合，然后使用时加入电解液即可。加入液态的预锂化试剂也是一种方式，但是应该还是安全性问题。空气中稳定，不代表就很安全。
题 问题 13：
：
硅负极的膨胀如何测量？ 牛教授：
问题 14：目前对于硅碳负极电解液开发如何？ 毛冲博士: 针对于 SiO-Gr，电解液最重要的解决方案是 FEC 的加入，同时解决其高温产气问题 潘效凯：
问题 15：解液补锂真的有可能吗？ 毛冲博士：从成本和工业化角度讲，含锂电解质来进行补锂是最便捷和可靠的方法，准确来讲不是电解液，而是含锂电解质。
牛教授：一般电解液的锂有限，除非用超高浓度 牛津博士问：电解质量补锂的思路是不是就是，在正常的测试窗口内，试剂只会释放 Li 不会可逆的结合？ 小花匠问：想过锂盐的分解电压吗？现在行业主流（可能我知道的不全面）采用六氟磷酸锂，不知道现在又可以替代他的吗？ 毛冲博士：电解质补锂的电位要去控制，跟导电锂盐的要求不一样；这些电解质锂盐对空气稳定，直接在搅浆料时加进去 陈昌龙博士问：电解质补锂的话，对应的阴离子去哪里呀，都生成 sei 了吗？
小花匠问：在涂布烘箱过程中，烘箱的温度正极高达 130 度，负极也有 120 度，请问是否能够承受这个温度？ 毛冲博士：这些锂盐非传统的 LiPF6，LiFSI，LiTFSI 潘效凯：透露下：目前国内各大电池厂，包括各大硅负极材料厂都已把单壁碳管列为标准导电剂体系作为匹配方案，在硅负极量产的 500mah/g 单壁添加量在 0.05%-0.08%
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