5月23日，CIBF2018 第十三届中国国际电池技术交流会展览会在深圳会展中心开幕。深圳市贝特瑞新能源材料股份有限公司研究院副院长周海辉博士在技术交流会上发表主题演讲。以下是演讲正文：

首先感谢组委会的邀请和张教授的介绍。我今天就高性能负极材料的研发和进展给大家做介绍。这里是贝特瑞自己实验室测的数据。主要会讲石墨、氧化亚硅、硅碳和高容量的软碳和硬碳。

这是功率密度和能量密度的趋势，石墨的容量范围是比较宽的，几年前有330，软碳、硬碳、石墨、氧化亚硅和硅碳是逐渐增加的，由于这些特点，他们的应用领域不同，软碳、硬碳用在高功率，大巴、EV等方面。石墨的能量密度因为和软碳、硬碳相比处在中间值。石墨主要是3C、数码和电动汽车，储能，另外有电动自行车和电动工具方面。危机负极（音），体现能量密度比较高，最先实现应用的电动工具。再往上是纯的硅。

天然石墨，传统的球形石墨是左下角的图片，这像卷心菜切开，它制备成球形石墨的过程中会卷起来，它有片层之间的缝隙。这两大材料的定位是低膨胀，长的天然石墨，右边的图是GSN用的颜料经过技术处理之后，它的孔隙是会减少，提高天然石墨的循环性能，它的容量等都会降低。用不好，它和电解液相容性有选择性。它长期存在SEI膜不断破裂修复，晶体结构在几百、几千Cycle之后会发生变化。GSN通过这样的技术使球形石墨的缝隙会减少，提高它的循环性能，降低膨胀率，LSN亲面结构，右下角会miss。这个力度，现在负极比较典型的是17-18微米，贝特瑞天然石墨是从鳞片到负极产品是垂直的产业链，我们可以定制化。它的面积比普通的表面，感性的天然石墨更小。同时它的粉体压实也是会比较高的。天然石墨的容量都是会怎么测都有360以上，它是石墨化，首效会更高。

GSN和LSN的形貌和照片，前面孔隙有点减少，但是从切面照片看并不是很明显。LSN很接近人造石墨的切面。

这里面是放一片石墨电极，中间是有隔膜的，由于钴酸锂不认为表面有SNI膜，电池的膨胀算在负极测试膨胀率，左边的图是LSN17-S，可以发现膨胀率是20Cycle下降2%，这个360-L1是二次造力的人造石墨，发现他们的膨胀率处于同等水平。这是我们做成品电池的软包电池的方案，其实天然石墨用的比较多的是动力电池领域，为什么我们设计钴酸锂？我们想把膨胀率做到循环和人造石墨一样，所以有同等条件的对比。天然石墨在极片最大压实1.85、1.92已经足够用，反弹比较低，它的吸液性能，这两个材料都不是很高。

这个就是成品电池做出来的容量发挥比较正常，特点是满电态的分溶，膨胀率比较低，这个对普通的石墨一般都是表面感性大于22%以上。下面EC充放1.65的循环性能，对于GSN-17，84.3%，LSN17是85.3%。这个是，循环GSN17在极片压实下，500是大于91%。上面可以看到负10度、负20度的低温性能比较好。

磷酸铁锂体系，这是贝特瑞自己公司，这个发挥也是正常的。500周容量保持率大于95%。这个电解液是跟我们合作天赐的。

下面是人造石墨，人造石墨比较高端的是用在数码领域，要朝着高能量密度发展，这个设计的S130是做到1.7-1.8，这个D50是13.2，是比较小的，做这么高的极片压实，这个密度是0.93以上，确保这个材料的加料加功性能不会有沉降的问题，同时循环性能是800周做到88.9%这个比较好的性能前提下，高容量，倍率性能比较好，右上角体现3C充的比0.2的容量大66%，另外0度的情况下，循环三周，0.3C充、0.5C放没有吸锂的情况。这个容量和前面是相当的，355的扣电容量，它的极片压实低一点，设计目标是1.6-1.7，循环也是很好，500周是96.2以上，这个材料目标是保证能量密度较高的情况下，倍率性能很好，右边可以看到4C比0.2C大于74%，右上角是有一个扣式电池快速评价这个材料的快充性能，下面比较平的性能，有锂析出是平线，这个材料是40%的SOC，这是客户反馈的数据，客户当时测的样品是28%的SOC。

下面就讲一下氧化亚硅，我们公司氧化亚硅的规划路线，前面三代的目标是提高首效，第四代是容量和首效同时保持比较高。前面两代是实现了量产，就是1482首效和1672首效。因为我们公司的氧化亚硅和我们公司做的石墨有形成商品化的负荷材料，-A、-TA和-LA是因为有不同的方法。2A、TA的首效更高。下面的这些，第一个是用在软包电池，可以做到600组90%以上，右下角是圆柱电池，可以做到1200周的循环。

这是我们公司的SIO和市场上也有一款SIO的对比，我们的材料和它对比，首次扩容方面有欠缺，我们的材料在容量和扣式电池的容量保持率和循环方面还是比较好的，循环50周的极片膨胀率38.5和38.1%，和前面讲的天然石墨的测试设备是不一样的，基本上是处于同一水准。

目前SIO的应用状况是在中日韩都有用，昨天肖主任和电池厂商也有讲过，由于国家政策能量密度越来越高，所以氧化亚硅和石墨复合，氧化亚硅使用含量越来越高，下面的表总结了客户用的领域，会用在EV和电动工具、3C，可以发现SIO在EV，中间韩国的实现量产，这是电动工具。中国是数码领域，氧化亚硅在这三大领域都可以用。PP这一栏是小测试，今年都到PP阶段，这个发展会比较快。

下面就是硅碳，开始研发是从2006年，在我还没有加入贝特瑞之前，2013年终于做出第一款产品，容量是250毫安时每克，首效86，第一代产品已经量产，第二代容量可以做到1200-1300，扩容效率还是86，现在研发中的就是包括有些客户在测试的，容量1500到1600，这是处于中试阶段。后面的目标是做1800-2000，首效从86提高到88。前面郑教授讲到硅颗粒减少，循环性能会更好，膨胀是有优势的，但是同时也有首效低，SCI膜厚的问题存在。跟这些文章发表的结论也是类似的。

这是电池材料做对比，中日韩，目前我们相对于日本和韩国，这是日本发布的，我们不排除他们有没有发布的。有容量优势，另外量产走在比较前面。这是我们硅碳贝特瑞应用的案例，第二个是3.2AH，0.5C充，这个可以跑到1500周。第三个是国家科技部的300WH每公斤，NC配硅碳650容量也是其中一个方案，目前可以做到400周80%。

接下来是我们公司硬碳和软碳的性能，目前我们公司硬碳和软碳，硬碳可以做到450的容量，85的首效，软碳是400的容量，85%的首效。上面有做一个软碳、硬碳用1AH表示性能的对比，软碳和硬碳的效率会更大，测出来，从ES拟合出来，就是在SCI膜电阻化转移电阻和扩散电阻更小，这就说明软碳、硬碳相对石墨来说，在倍率方面是有优势的。

软碳和硬碳其实常温和低温循环都是很好的。这里列举高温循环50度，400容量的软碳循环750周是86.7%，软碳和硬碳的快充性能很好，6C充，10分钟到94%、95%的水平。低温负20度用2C充不会有吸锂的情况，这个材料用在大巴或者和石墨复合的领域。

天然石墨主要是长循环、低膨胀，人造保证高能量密度，倍率性能比较好，SIO和SIC具备的特点就是高容量、高首效、长循环的特点。软碳和容量性能比较好。

（根据速记整理，未经嘉宾审阅）