【會議報告】硅基負極材料的研發和產業化應用

近年來，長虹控股集團旗下四川長虹新材料科技有限公司（簡稱：長虹新材料）堅持技術創新，提出理論指導、工藝研究與應用技術開發相結合的協同研發思路，成功開發出“化學研磨”“原位多級包覆”及“產品高效應用”等核心技術，并重點布局了1200到2000mAh/g容量規格的納米硅碳產品。其中，“化學研磨”技術可使核心工段生產效率提升50%以上、“原位多級包覆”核心技術可支撐低成本原料的高效利用，“產品高效應用”填補了市場應用技術的空缺。

目前，產品已在產業公司進行批量生產。同時，相關核心技術已申請國家發明專利十余項。低成本、高性能納米硅碳，高機械強度、高導電率的金屬鋰合金負極材料，已進入產業化實質性應用階段。

據長虹新材料公司研發部部長韓洪川介紹，負極材料作為電池的重要材料之一，雖然成本占比較小，但對電池性能的影響最大。因此，其材料的優劣決定了電芯的安全性能、循環性能和壽命等。  

長虹新材料研制的硅基負極材料比容量最高可達1400mAh/g，相較于純硅基負極材料，具備較低的體積膨脹，能夠有效提升電池電化學及安全性能。從商品實用化的角度出發，長虹新材料所研制的硅碳負極材料產品比容量可達450-500mAh/g（組裝全電池復合負極活性材料實際比容量發揮）。

據悉，2021年，長虹新材料硅基負極和金屬鋰負極開發團隊從市場需求、企業競爭力、產品性能等多維度進行深度挖掘，聚焦“硅基負極電化學反應過程中體積膨脹大”“金屬鋰負極材料導電性差”等材料本征缺陷問題，進行低成本、高性能負極材料開發。

團隊負責人憑借自身多年豐富的工程化經驗，鼓勵團隊成員學會“反思+發現+總結”的同時，還帶領團隊經過大量的嘗試和反復驗證，最終完成了低成本、高性能納米硅碳，高機械強度、高導電率的金屬鋰合金負極材料開發。

據了解，上述兩種材料制備關鍵工藝技術作為長虹控股集團首個完全自主孵化技術成果，已獲1億元投資，進入產業化實質性應用階段。年產1000噸硅碳負極材料及年產20噸金屬鋰負極材料生產線于2023年12月建設完成，按現有產能計算，滿產滿銷年產值將達1.5億元。

針對各類負極材料的產業化技術與國內外市場狀況，中國粉體網將于2025年6月24-25日在安徽·合肥舉辦第二屆硅基負極材料技術與產業高峰論壇暨2025CVD硅碳負極材料前沿技術論壇。旨在為負極材料產業鏈上中下游企業搭建深度交流的平臺，開展產、學、研合作，助推負極材料行業持續健康發展。屆時，四川長虹新材料科技有限公司董事長、總經理高劍將作題為《硅基負極材料的研發和產業化應用》的報告。

報告立足高能量密度、低成本、高安全鋰電關鍵材料行業發展需求，概述鋰電池負極材料現狀及電芯設計，并聚焦各類硅基負極材料，從實用化與商品化角度分析其性能優缺，探討應用場景。此外，報告將介紹研究團隊在硅基負極產業化方面的進展、產品優勢，以及硅碳產品在固態電池中的應用現狀。報告主體涵蓋負極材料發展背景、硅負極面臨的挑戰與現狀、硅基負極制備技術研究進展及固態電池用硅基負極開發思考四部分，旨在為相關研究提供參考。

專家簡介：

高劍，清華大學工學博士，研究員職稱，中共黨員。四川長虹新材料科技有限公司董事長、總經理。長期從事鋰離子電池及關鍵材料的研究，擔任電子科技大學、中南大學兼職教授、四川大學客座教授、國家自然科學基金網絡評審專家、教育部學位中心研究生學位論文評閱專家、四川省科技專家庫專家，并獲得四川省學術和技術帶頭人、四川省技術創新促進會技術創新杰出個人、安徽省技術領軍人才、安徽省“宛陵英才”創新團隊帶頭人、成都市高層次人才等稱號，帶領團隊獲得四川省首批“賽馬制工程技術中心”，作為負責人承擔了10余項國家、省市級和技術轉讓項目，已發表學術論文80余篇，其中SCI收錄50余篇，EI收錄30余篇；申請和授權國內外發明專利100余項。

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