华为“硅基负极材料及其制备方法、电池和终端”专利公布，循环 600 次后电芯的膨胀率明显降低

IT之家最新报道指出，硅的理论比容量为4200mAh/g，是目前备受研究的负极材料之一，有望替代商业石墨。然而，硅在充放电过程中会引起体积膨胀和收缩，可能导致电极结构损坏。

根据国家知识产权局公布的信息，华为获得了一项涉及硅基负极材料的专利，名为《硅基负极材料及其制备方法、电池和终端》。

该专利揭示了一种硅基负极材料，具有高容量和低膨胀性能，并在一定程度上解决了现有硅基材料在充放电过程中膨胀效应过大导致电池循环性能低的问题，提高了负极的循环稳定性。

根据专利文件显示，采用这一发明制备的硅基负极材料电池相较于传统硅氧/碳复合负极材料电池，在循环性能方面明显提升，充电状态下电极片的膨胀率明显降低，循环600次后电芯的膨胀率也显著降低。

这是因为该硅基负极材料通过使高硅氧比硅基颗粒分散在低硅氧比硅基基体中，实现了不同硅氧浓度的限域分布，因此得到的硅基负极材料既具备高容量又具有高循环稳定性。

高硅氧比硅基颗粒确保负极材料具备高的锂嵌入容量，而低硅氧比硅基基体在锂嵌入过程中体积变化较小，同时低硅氧比硅基基体分布在高硅氧比硅基颗粒周围有效减缓硅基颗粒引起的体积膨胀，从而抑制硅基负极材料的破碎和粉化，提高其循环寿命。

此外，设置在高硅氧比硅基颗粒表面的导电层可增加高硅氧比硅基颗粒的电导率，提高含硅基体和硅基颗粒之间不同硅氧比结构的界面电导率，并在高硅氧比硅基颗粒表面形成限制层，有效减少锂脱嵌引起的体积膨胀。

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