中國粉體網訊 鋰電池已經進入了人們生活的各個領域，對人類生活產生了重大影響。1990年，日本SONY公司研制出了鋰電池并開始實現商品化，在二次電池的歷史上實現了一次飛躍。到2000年，全球鋰電池的銷售額已超過鎘鎳和氫鎳電池。
鋰電池的應用范圍不斷拓寬，從信息產業（移動電話、PDA、筆記本電腦）到能源交通（電網調峰、電動車輛），從太空（衛星、飛船）到水下（潛艇、水下機器人）。隨著“無人駕駛及5G+產業”的普及，新能源汽車市場已進入爆炸性增長階段，一個萬億級市場規模已經形成。特別是近年來，油價飆升，純電動汽車異�；鸨�。隨著客戶對新能源汽車續航能力要求更高，新型高容量型材料需求迫切。
《中國制造2025》明確規定，動力電池能量密度規劃為：2020年-300Wh/kg；2025年-400Wh/kg；2030年-500Wh/kg。在目前全球已知材料中，唯有硅碳負極質量及性價比能達到要求。
硅因其超高的理論比容量（4200mAh/g）、較低的放電電位（平均脫鋰電位＜0.5V）、獲取成本低和資源豐度高等優勢，被認為是新一代鋰離子電池最具潛力負極材料之一。然而，半導體硅本身導電性差且劇烈的脫嵌鋰會產生巨大的體積效應造成顆粒粉化破碎和電極結構崩塌，縮短了循環壽命進而使電池性能下降，嚴重阻礙硅基負極在鋰離子電池中的產業化應用。
經研究發現將高穩定性的碳材料與高容量的硅材料進行復合，不僅可以給鋰離子提供更加快捷的傳輸通道，而且可以有效地抑制整體體積膨脹，從而保持電極的完整性，提高電池循環穩定性。機械混合法工藝和化學合成方法制備硅碳負極存在一定局限性，等離子體法可實現納米復合材料的一步法合成與改性。
等離子體是一種由自由電子、帶電離子及未電離的中性粒子組成的物質形態，被視為除固、液、氣以外的第四態物質。人工形成的低溫等離子體常見放電形式有電弧放電、射頻放電、電感耦合放電、微波放電、電暈放電、輝光放電和介質阻擋放電。
等離子體技術制備硅碳負極材料具有無與倫比的優勢：等離子體制備材料過程中，等離子體可起到高熱源和化學活性粒子的雙重作用。
等離子體制備納米粒子的形成機制一般如下：
① 前驅氣體（載氣和原料氣）的解離；
② 等離子體粒子(即離子、自由基和中性粒子)在分子尺度上的聚集；
③ 穩定的納米粒子的成核和隨后的生長。
等離子體技術制備材料優點：
① 純度高：由于在等離子發生器中，等離子體區域不與反應室壁接觸，所以可以避免反應室壁造成的金屬合金的污染，可以制備高純度的粉體。
② 粒徑�。悍磻锖蜕晌锪Ｗ臃謩e經歷了快速的加熱和冷卻，反應時間很短，產物的粒徑不會過大，可以制備微米級甚至納米級的粉體。
③ 易控制和連續化：可以通過改變工藝參數控制反應產物的組成。利用等離子體技術制備硅碳復合材料可以實現連續化制備。
④ 清潔生產：過程不會排放廢氣和廢水。
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10月25-26日在東莞舉辦第二屆先進負極材料技術與產業高峰論壇。屆時，福州大學化學化工學院“閩江學者獎勵計劃”特聘教授、博士生導師洪若瑜將作題為《硅碳負極材料的清潔生產》的報告。報告將對等離子體技術制備硅碳負極材料的優勢、形成機制等展開介紹。
專家簡介：
洪若瑜，男，1966年10月出生，江蘇省蘇州市人。教授、博士生導師。福州大學化學化工學院“閩江學者獎勵計劃”特聘教授、博士生導師。
1990年華東理工大學本科畢業；1993年中科院煤化所獲碩士學位；1996年中科院過程所獲博士學位，留所工作；1997-1998年美國圣母大學化工系博士后；1998-1999年美國麻省大學博士后；1999-2001年多倫多大學博士后；2001年Sunwell公司工程師；2002年多倫多大學研究員；2003.1蘇州大學任教授，博士生導師；2016.5福州大學閩江學者特聘教授。
主持4項國家自然科學基金及十多項省部級與橫向基金。在化工頂級期刊Chem.Eng.J., Chem.Eng.Sci.等發表論文數十篇，SCI檢索被引五千余次。獲中國發明專利授權6項。出版專著1本，合作出版英文專著3本，作為Lead Guest Editor出版�？�1期。
參考來源：
洪若瑜等. 等離子體法制備及改性石墨烯粉體的研究進展
洪若瑜等. 等離子體法制備導電炭黑的過程與裝備研究進展
喬亞峰等. 熱等離子法制備鋰離子電池硅碳負極材料
（中國粉體網編輯整理/蘇簡）
注：圖片非商業用途，存在侵權告知刪除！
