中國粉體網訊 今年8月底，由碳一新能源集團有限責任公司(以下簡稱“碳一”)打造的全球首個集成人造SEI膜負極制造項目順利投產，開啟了負極材料發展的新未來。經過數月的驗證，碳一提供的集成人造SEI膜的碳系、硅系負極產品已獲得國內外頭部客戶的認可，表明集成人造SEI膜的新型硅碳負極在新能源電池領域具備較高應用價值，未來前景可期。
碳一是以鋰離子電池新型負極材料為核心業務，持續致力于解決“卡脖子”技術，尤其是在硅系負極材料研究領域，碳一利用碳基體為框架結構，結合氣相沉積技術，集成人造SEI膜技術，形成具有良好導電性能及網狀納米-亞納米尺寸的硅顆粒，制備得到的硅碳負極具有高容量、低膨脹、產氣少、長循環、高倍率和高首效等優勢，實現了硅碳負極在電池應用中瓶頸(循環壽命、膨脹大、成本高)問題解決全方位突破，目前已獲得電芯企業的廣泛認可，代表Si系負極未來方向。
一、碳一是國內硅系材料業內研究最早，歷史悠久且率先實現規模化生產的領頭羊
碳一與浙江大學硅材料國家重點實驗室強強聯合，通過自主研發的生產設備結合新型氣相沉積工藝，在保證沉積均勻性的基礎上，建成了目前業內唯一能夠規模化生產的產線。目前，該產線已正常投產。
碳一能夠率先取得產業化突破，其中一個原因是公司的基礎技術、基礎研究源于歷史悠久的浙江大學硅材料國家重點實驗室，該實驗是1985年由原國家計委批準建設硅材料國家重點實驗室，是國內最早建立的國家重點實驗室之一，歷史悠久，底蘊深厚。實驗室從上世紀50年代開始研究硅材料，至今已有70年的歷史，是國內重要的硅材料研究基地。目前實驗室學術帶頭人楊德仁院士是國際知名的硅材料及新能源領域專家。
此外，浙江大學硅材料國家重點實驗室還是國內最早能夠制備甲硅烷氣體，也是最早以甲硅烷氣體為原料制備高純硅料的科研單位，目前已超過60年歷史。同時浙大硅材料實驗室也是在國內較早地利用甲硅烷來制備納米硅和硅負極材料的科研單位。
二、碳一突破人造SEI膜技術，全球唯一集成人造SEI硅系負極規模化生產
人造SEI膜的概念是2009年由以色列科學家Emanuel Peled首次提出，并最終由碳一率先突破人造SEI技術。該項人造SEI膜技術是碳一首創且兼具“獨特性、顛覆性、唯一性”，該技術應用于Si系負極，可有效抑制循環膨脹，延長循環壽命，減少內阻。同時，該技術實現了導電網絡(碳納米管)集成化，使用硅系材料在制作電池時無需額外加入碳納米管變成現實，大大簡化制程工藝，解決了碳納米管難分散的痛點，大幅提升生產效率并降低負極使用成本。
集成人造SEI膜 SiOx
集成人造SEI膜 SiC
硅系材料在嵌鋰時會發生明顯體積膨脹，為了保證硅材料和石墨以及集流體之間的電接觸，使用硅系負機材料時要加入單壁碳納米管以保證導電性。然而單壁碳管價格高而且難以分散，會增加電池的制作工藝難度。碳一“集成人造SEI膜技術”將單壁碳納米管緊密結合在硅材料表面，通過與國內頭部電芯客戶的合作開發，實現了硅負極漿料中無須額外添加單壁碳管。該技術極大地降低硅負極的使用門檻，大幅降低硅系負極材料使用成本。
常規硅負極：大量CNT分布在石墨表面，少量CNT在硅表面
集成人造SEI膜硅負極：CNT幾乎全部分布在硅表面
目前碳一已建成萬噸級集成人造SEI膜的碳系、硅系負極產線，相關技術專利已獲取，產品已獲得了國際頭部電芯客戶的認可和明確訂單意向，國內客戶不再額外添加碳管也得到驗證，以下是電芯客戶反饋數據:
碳一作為新能源材料創新領域的一支生力軍，碳一存在的價值在于“定義負極新未來”，致力于開發“與眾不同，獨一無二”的新技術、新產品，期待用3年左右的時間再次為行業帶來改變，使之不被超越!
（中國粉體網編輯整理/蘇簡）
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