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Suoyuhe

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[交流] 再谈一下硅碳材料的认识已有2人参与

有段时间收到一些虫友的咨询，问一些关于硅碳材料的知识。无奈自己已经离开硅碳界，且工作杂事较多，很多问题和知识都记遗忘了，也没有及时回复，多有歉意。虽然在硅碳材料混了一段时间，但经验不多，对于有些问题还是不敢轻易回答，以免误人子弟。不过，我想对于自己曾经的遇到的问题和走过的套路，再发表一下认识吧。
1/氧化亚硅原材料：纳米化可以解决硅的体积效应，但纳米化的材料非常容易团聚。因此如果能找到一种将纳米硅均匀分散在某种介质中的材料，将是一种非常好选择。而氧化亚硅经过歧化以后，其形成的纳米硅(歧化温度控制得当，纳米硅在9~10个纳米)会均匀地分散在二氧化硅介质中。所以，氧化亚硅材料便横空出世了。
不过，国内做氧化亚硅材料一般都是小作坊，高耗能，低产能，个别地方更是纯手工，品质问题几乎为零。氧化亚硅最初主要用于镀膜，一般都是低价卖给日本，欧美当原材料。据说在氧化亚硅快速发展那几年，日本某些公司，好像已经走遍了中国所有的氧化亚硅生产企业。
起初，国内做氧化亚硅公司是很乐意买家参观制备过程，后来国内某家负极材料公司，以高于市场价购买为条件，派自己公司人过去监工。结果，学完技术以后就不买了。以至于，现在很难参观制备过程了。所以，江湖坑多，留点心眼。
氧化亚硅制备最大问题是连续化生产和大批量制备，这点很多日韩专利都可以看到试图解决这个问题。无奈，这个问题目前难度很大。曾经有供应商告诉我，他们解决了这个问题，使用焙烧法，将硅粉和二氧化硅粉一起烧就可以了，不需升华。听完，我挺佩服这创新精神，但特别无语。
制备的氧化亚硅能用于锂电的部分有限，掐头去尾，去除氧化层，而且其莫氏硬度很大，所以粉体制备这一块，产率普遍不高，如果产率能有60%—70%就不错了。
市场上购买的氧化亚硅，不同厂家颜色差异很大，从土黄但棕褐都有，这里面很多问题，我也没搞清楚。但据我了解，当时还没有统一的标准和品质要求，很多问题，踩着石头趟洪水，光脚踩钉子，幸亏命大，现在可能好多了。
2/关于包覆问题，现在主要有液相和气相两种包覆方法。其中，液相制备的一般是中低端产品，其制备工艺和现有的石墨制备工艺类似。气相一般是高端的，据说信越就是气相包覆，一般使用工业乙炔气体就可以了，实验参数多了去了，装备更是大问题。
3/预锂化，接触不是特别多，了解有限，做过的实验结果表明，这个难度更大。
4/混石墨，制备的硅碳材料要配备合适的石墨，这个我觉得现有石墨负极厂家占很大优势，这个就像面试，多试几家，总会找到合适的。
这里有个问题要注意，某次行业报告，有实验表明，氧化亚硅温度歧化温度超过800，随着循环，纳米硅会有自发团聚现象。如果真是这样，氧化亚硅开发就快到天花板了，恐怕无论是液相还是气相包覆都无济于事。
最后谈一下硅碳材料。国内某家公司以喷雾造粒法，以纳米硅，石墨，粘结剂等为原材料，制备的硅碳材料已经很不错了。自己一点经验表明，这玩意成本有点大~对于硅碳材料，个人更看好纳米多空硅碳还有纳米硅填充于石墨内部间隙结构的材料。
此外，硅碳材料成本太高，目前有很多做冶金开始研究如何低成本制备硅材料，我觉得还挺有前途的。
最后，谈一点对研发的看法，我觉得一个好材料一定是材料和装备一起的结果。如果没事，多看看装备知识。食材有了，弄个破锅，饭菜也不好吃啊~

发自小木虫Android客户端

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