白竹別其三分景，橙梅正報(bào)萬(wàn)家春。新年伊始，湖南省齊賢新材料科技有限公司在科技研發(fā)之路上邁出關(guān)鍵一步——自主創(chuàng)新的SCSM工藝取得突破性進(jìn)展，樹(shù)脂微球量產(chǎn)下線，推出RMB-1和RMB-2兩款產(chǎn)品，為硅碳負(fù)極材料領(lǐng)域注入新活力。

硅碳負(fù)極

現(xiàn)狀洞察與發(fā)展前瞻

在鋰電池技術(shù)的進(jìn)階之路上，硅碳負(fù)極嶄露頭角，成為備受矚目的焦點(diǎn)。硅基負(fù)極的理論比容量遠(yuǎn)超石墨，其中硅碳負(fù)極因膨脹率在硅基材料中最低，被業(yè)界視作下一代鋰電池負(fù)極材料的有力競(jìng)爭(zhēng)者。在眾多技術(shù)路徑里，CVD（氣相沉積）法制備的硅碳材料于性能、成本與穩(wěn)定性上優(yōu)勢(shì)突出。當(dāng)下，硅碳材料的量產(chǎn)產(chǎn)能及性能主要受流化床設(shè)備產(chǎn)能和多孔碳選擇這兩方面制約。

多孔碳作為CVD硅碳材料的關(guān)鍵骨架，由原材料碳化和活化而成，其原材料主要有生物質(zhì)類（如椰殼、杏仁核、淀粉、蔗糖、竹子等）和樹(shù)脂類。生物質(zhì)類雖來(lái)源廣、成本低，但在克容量、長(zhǎng)循環(huán)性能、極片膨脹倍率等方面的表現(xiàn)與樹(shù)脂類存在差距，尤其是一致性和穩(wěn)定性欠佳?，F(xiàn)階段正值硅碳負(fù)極導(dǎo)入期，為契合電池高性能要求，樹(shù)脂類成為優(yōu)先選項(xiàng)。其中，酚醛樹(shù)脂相較于聚苯乙烯樹(shù)脂、聚甲基丙烯酸樹(shù)脂，其熱穩(wěn)定性良好，碳化后能維持結(jié)構(gòu)穩(wěn)定。從而為硅碳負(fù)極的性能提升奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，也為其未來(lái)的發(fā)展指明了方向。

酚醛樹(shù)脂

輝煌歷程與發(fā)展脈絡(luò)

酚醛樹(shù)脂作為三大熱固性樹(shù)脂（酚醛樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂和不飽和聚酯樹(shù)脂）之一，是由酚類和醛類化合物通過(guò)縮聚反應(yīng)得到的一種高聚物材料，它以制備價(jià)格低廉、產(chǎn)量大、易成型加工和阻燃性好等特點(diǎn)，在材料領(lǐng)域占據(jù)重要地位。

自德國(guó)化學(xué)家 A. Baeyer首次通過(guò)酚和醛反應(yīng)得到一種棕紅色不可處理的樹(shù)脂狀產(chǎn)物以來(lái)，酚醛樹(shù)脂的發(fā)展距今已有近150年歷史。20世紀(jì)后，L. Blumer用酒石酸和氨水作為催化劑，酚醛反應(yīng)得到樹(shù)脂狀物質(zhì)，但存在易碎和龜裂等缺點(diǎn)，很難形成工業(yè)化規(guī)模。1906年期間，美國(guó)科學(xué)家L. H. Baekeland 研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)添加木粉等填料可以降低酚醛樹(shù)脂的脆性，采取加壓和加熱方式可以縮短酚醛樹(shù)脂生產(chǎn)周期并提高產(chǎn)品質(zhì)量，并成功實(shí)現(xiàn)商用化，推動(dòng)了酚醛樹(shù)脂后來(lái)的發(fā)展。我國(guó)在酚醛樹(shù)脂方面的研究也有近 70 年的歷史，各種樹(shù)脂工廠相繼建立并迎來(lái)飛速發(fā)展，酚醛樹(shù)脂的制備工藝也趨于成熟并多元化。

酚醛樹(shù)脂微球

性能卓能，創(chuàng)新領(lǐng)航

酚醛樹(shù)脂微球以其出色的熱穩(wěn)定性脫穎而出，在碳化后仍能精準(zhǔn)維持原有形貌，穩(wěn)固的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)盡顯無(wú)遺。合成中，多樣的酚類選擇為其賦能。引入含氮、氟等官能團(tuán)的酚，能在酚醛樹(shù)脂基碳材料里實(shí)現(xiàn)異質(zhì)元素的原位摻雜，顯著提升材料導(dǎo)電性，為其高效應(yīng)用筑牢根基。值得一提的是，球型樹(shù)脂基碳材料在氣相沉積硅時(shí)，球形曲面展現(xiàn)出各向均勻沉積的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。這使得硅碳沉積硅一致性更佳，克容量得以提升，膨脹倍率有效降低，循環(huán)性能也更加穩(wěn)定持久。近期，我司自主研發(fā)的自催化成球工藝（SCSM）實(shí)現(xiàn)重大突破，樹(shù)脂微球成功量產(chǎn)下線。其中，RMB-1與RMB-2兩款產(chǎn)品特性卓越，有望在市場(chǎng)中大放異彩，引領(lǐng)行業(yè)潮流。

產(chǎn)品介紹

RMB-1

樹(shù)脂微球RMB-1產(chǎn)品呈橙棕色粉體，微球粒徑范圍為1.0 - 3.0um，PH值穩(wěn)定在 6.5 - 8.0，比表面積為5 - 30m3/g，孔容 0.02 - 0.06cm3/g，碳含量超40%，鐵含量低于 10ppm。其形態(tài)完整、大小均勻、表面光滑、單分散性良好。

RMB-1實(shí)物圖

RMB-1電鏡圖

RMB-2

樹(shù)脂微球RMB-2產(chǎn)品為橙紅色粉體，微球粒徑范圍為4.0 - 8.0um，PH值6.5 - 8.0，比表面積5 - 20m3/g，孔容0.01 - 0.04cm3/g，碳含量大于40%，鐵含量小于10ppm。同樣具備完整形態(tài)、均勻尺寸、光滑表面與良好單分散性。

RMB-2實(shí)物圖

RMB-2電鏡圖

為了驗(yàn)證樹(shù)脂微球的熱穩(wěn)定性，我司還進(jìn)行了樹(shù)脂微球碳化、活化實(shí)驗(yàn)。樹(shù)脂微球產(chǎn)品經(jīng)過(guò)碳化、活化后碳球表面出現(xiàn)細(xì)孔，表面大體光滑，形態(tài)完整、具有良好的單分散性，比表面積達(dá)到1600m2/g，孔容達(dá)到0.8cm3/g。

樹(shù)脂微球產(chǎn)品碳化、活化電鏡圖

結(jié)語(yǔ)

齊修治平興駿業(yè)，賢良方正續(xù)龍章

站在新的起點(diǎn)，湖南省齊賢新材料科技有限公司將以SCSM工藝的突破為契機(jī)，持續(xù)探索創(chuàng)新，不斷優(yōu)化產(chǎn)品，深耕硅碳負(fù)極材料領(lǐng)域，攜手行業(yè)同仁，共同推動(dòng)鋰電池技術(shù)革新，為全球新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展貢獻(xiàn)更多“中國(guó)智慧”與“中國(guó)方案”，開(kāi)啟材料科技新征程。