鋰電世界網(wǎng)訊，對于硅膨脹問題，有業(yè)內(nèi)人士建議，可以多從力學(xué)的角度研究電池內(nèi)部的應(yīng)力問題，通過控制碳材料中硅的含量、減小硅的體積到納米級，或者通過改變石墨質(zhì)地、形態(tài)等，實現(xiàn)碳和硅的最佳匹配，還可以通過采用其他物質(zhì)對硅材料進行包覆，促進膨脹后的復(fù)原，或采用更適宜的電極材料等一系列方法，來減少硅膨脹帶來的諸多問題。此外，通過采用穩(wěn)定的電解液，形成穩(wěn)定的SEI膜，也可以減少電解液的消耗，提高循環(huán)效率。
同時，由于電池能量密度的提升，硅碳負極很容易出現(xiàn)由于瞬間電流偏大造成的安全問題，包括上述硅膨脹帶來的析鋰問題，都造成硅碳負極不如石墨負極安全。曾有實驗表明，對于采用較高容量硅碳負極的鋰離子電池，其針刺實驗的效果比采用石墨負極的鋰離子電池要差很多，這也說明高安全性和高能量密度始終是矛盾的。在安全性方面，部分學(xué)者建議深入研究電解液或阻燃劑對電池安全及能量密度、循環(huán)壽命等方面的影響，以求在這一領(lǐng)域有所突破。
在硅系負極方面，研究界認為氧化亞硅-碳復(fù)合材料的實際應(yīng)用效果可能好于純硅-碳復(fù)合材料，特別是在電池循環(huán)性和穩(wěn)定性方面，這同時也是業(yè)界在高能量負極材料方面的另一個研究重點，但也有專家表示，由于日韓企業(yè)在氧化亞硅負極復(fù)合材料方面起步較早，很多專利技術(shù)都在日韓企業(yè)手中，因此國內(nèi)要在這方面進行產(chǎn)業(yè)化突破，就必須考慮相應(yīng)的知識產(chǎn)權(quán)問題。
而且無論采取哪種硅材料，要想取得較為理想的電化學(xué)性能，復(fù)合材料中的硅顆粒粒徑都需要控制在200-300納米之間，這對企業(yè)實際生產(chǎn)設(shè)備也有很高的要求，因此，硅碳負極的實際產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用還受到設(shè)備精細度和投入成本的制約。
看似簡單的硅碳負極，要想實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化并不簡單。不少企業(yè)也明確表示，如果單純實現(xiàn)“2020年，電池單體比能量達300瓦時/公斤”的目標并不難，但是要想在確保電池的安全性的同時提高比能量，確實存在一定難度。對此很多電池企業(yè)呼吁，提高比能量是一個系統(tǒng)工程，希望系統(tǒng)、整車企業(yè)與電池企業(yè)一起努力，解決電池的安全問題，也希望能夠與材料企業(yè)共同研發(fā)，找到更多更好的電池材料，推動整個動力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。