新能源汽車(chē)電池硅材料與石墨材料，到底孰優(yōu)孰劣？

　　特斯拉model 3的火爆預(yù)售，使人們?cè)俅螌⒛抗饩劢褂?a target="_blank">新能源汽車(chē)，對(duì)于鋰電行業(yè)的意義在于其采用的動(dòng)力電池新材料。據(jù)介紹Model 3電池技術(shù)采用了硅碳負(fù)極，能量密度將達(dá)到300wh/kg，續(xù)航里程約346公里。續(xù)航里程的提升得益于硅材料的比容量要遠(yuǎn)大于石墨材料，而比容量數(shù)值的高低直接體現(xiàn)了單位重量電池的電量。

　　目前市場(chǎng)上使用的石墨負(fù)極材料的理論克容量為372mAh/g，硅碳復(fù)合材料的理論克容量約為4200mAh/g，高出石墨負(fù)極10倍有余。硅碳負(fù)極材料的高容量完全能滿(mǎn)足純動(dòng)力汽車(chē)動(dòng)力電池的能量要求，但是硅基鋰離子電池充放電過(guò)程產(chǎn)生巨大的材料體積膨脹效應(yīng)，使得其難以產(chǎn)業(yè)化。Model 3電池技術(shù)中硅碳負(fù)極的應(yīng)用是硅碳負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)化的重要突破。據(jù)介紹，該負(fù)極材料加入了10%的硅，能量密度達(dá)到300wh/kg，隨著技術(shù)的推進(jìn)，硅碳負(fù)極材料有望更進(jìn)一步提升鋰電池容量。無(wú)機(jī)硅材料（負(fù)極使用的是硅或者氧化亞硅）為鋰電池容量做出重大貢獻(xiàn)，那么硅材料另一重要成員——性能優(yōu)良的有機(jī)硅材料，其是否也能助力新能源汽車(chē)?yán)m(xù)航呢？

　　有機(jī)硅以Si－O鍵為主鏈結(jié)構(gòu)，側(cè)鏈通過(guò)硅原子與其他各種有機(jī)基團(tuán)相連。有機(jī)硅中Si－O鍵的鍵能遠(yuǎn)大于C－C鍵的鍵能，所以有機(jī)硅產(chǎn)品的熱穩(wěn)定性高，高溫下（或輻射照射）分子的化學(xué)鍵不斷裂、不分解。它可耐高、低溫，可在很寬的溫度范圍內(nèi)使用。同時(shí)主鏈無(wú)雙鍵存在，不易被紫外光和臭氧所分解。特殊的組成和分子結(jié)構(gòu)使得有機(jī)硅集有機(jī)物、無(wú)機(jī)物的功能于一身，具有優(yōu)異的耐高低溫性能、耐候性、電氣絕緣性、生物相容性等。有機(jī)硅材料已廣泛應(yīng)用于建筑、電子電氣，化工等民用方面，甚至在航空、尖端技術(shù)、軍事技術(shù)部門(mén)等領(lǐng)域也有大量應(yīng)用。比如應(yīng)用于條件極端的外太空或極寒、極熱的西伯利亞或撒哈拉都能表現(xiàn)出優(yōu)異的特性。

　　溫度控制

　　鋰電池電解液中的碳酸酯具有較高的熔點(diǎn)，一般當(dāng)溫度低于-20℃時(shí)，電池不能正常工作；當(dāng)溫度過(guò)高時(shí)，電池隔膜會(huì)熔融造成短路引發(fā)電池起火等安全問(wèn)題。只有保持適宜溫度，電池才能達(dá)到其最佳性能。道康寧定制的有機(jī)硅材料能夠有效為電池組及電芯散熱，改善電池工作溫度。同時(shí)，可點(diǎn)膠的流體態(tài)有機(jī)硅可在電池組形成一個(gè)圍繞電池芯的熱屏蔽，當(dāng)環(huán)境過(guò)冷或過(guò)熱時(shí)，電池依然能保持高效運(yùn)作。