Fimatec開發出適用於負極活性物質之矽材料

 

刊登日期:2025/5/9
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日本製紙用顏料大廠Fimatec開發了一項適用做為蓄電池負極活性材料的新型矽材料,具有奈米級矽粒子聚集成塊狀的結構,藉由一次粒子的細小尺寸與粒子間空隙所產生的相乘效果,可有效緩解充放電時矽體積膨脹與收縮的問題。新材料可望有助於解決高容量矽系負極活性材料面臨的課題,Fimatec也預計在3~5年內實現商業化。

Fimatec新開發的矽材料為平均直徑約10 μm的微細粒子,具有由約50 nm的一次粒子聚集而成的塊狀結構。矽材料表面經碳材料塗佈處理,賦予其做為負極活性材料所需的疏水性與導電性。

新材料是以被稱為「禾樂石(Halloysite)」的天然礦物為原料製成,實現了獨特的結構。禾樂石為平均直徑約為50~70 nm,長度為0.2 μm,由氧化鋁與二氧化矽所構成的管狀結構。Fimatec開發出獨家還原處理技術,從禾樂石中獲得純度達90%以上的奈米級矽一次粒子,並已取得相關專利。經造粒後製成塊狀矽材料,並已建立起每月以公斤為單位穩定生產的技術體系。

新材料藉由一次粒子細小與塊狀粒子間所具的空隙,有助於緩解膨脹與收縮現象。此外,原料來自美國,不易受到中國原料或衝突礦產等地緣政治風險的影響。經過性能評估後,確認新材料做為負極活性材料的容量密度為3,000 mAh/g,約為主流石墨的8倍以上。此外,經過100次充放電循環測試仍能保持穩定容量,並確認在集電體塗佈時的材料分散性、接著性等處理性能皆未出現問題。


資料來源: https://chemicaldaily.com/archives/628498
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