ขั้วบวกแบบซิลิกอน วัสดุอิเล็กโทรดเป็นวัสดุที่มีความจุสูงที่สุดที่มีแนวโน้มดีที่สุด วัสดุ ในด้านแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในปัจจุบัน แบ่งออกเป็นสองเส้นทางหลักทางเทคนิค ได้แก่ อิเล็กโทรดลบซิลิกอน-ออกซิเจนและอิเล็กโทรดลบซิลิกอน-คาร์บอน เมื่อเปรียบเทียบกับอิเล็กโทรดลบกราไฟต์แบบดั้งเดิม (ความจุจำเพาะเชิงทฤษฎี 372 mAh/g) อิเล็กโทรดลบที่ใช้ซิลิกอนจะมีความจุจำเพาะเชิงทฤษฎีสูงกว่าอย่างเห็นได้ชัด ซิลิกอนบริสุทธิ์มีความจุ 4200 mAh/g ในขณะที่ซิลิกอนไดออกไซด์มีประมาณ 1500-1600 mAh/g ซึ่งสามารถปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานแบตเตอรี่ได้อย่างมากและตอบสนองความต้องการแบตเตอรี่พลังงานสูงของยานยนต์ไฟฟ้าและระบบจัดเก็บพลังงาน
แอโนดซิลิกอนออกไซด์ (SiOx)
วัสดุนี้ประกอบด้วยซิลิกอนซับออกไซด์เป็นหลัก (0
อิเล็กโทรดลบซิลิกอนคาร์บอน
อิเล็กโทรดซิลิคอน-คาร์บอนทำขึ้นโดยผสมอนุภาคนาโนซิลิคอนกับวัสดุที่มีส่วนประกอบเป็นคาร์บอน เช่น กราไฟต์ นาโนท่อคาร์บอน และกราฟีน อิเล็กโทรดเหล่านี้มีความจุจำเพาะและประสิทธิภาพเริ่มต้นที่สูงกว่า อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพการทำงานแบบรอบและปัญหาการขยายตัวนั้นชัดเจนกว่า
แนวโน้มการพัฒนา
จากมุมมองของการพัฒนาอุตสาหกรรม บริษัทชั้นนำได้พิจารณาปัญหาต่างๆ เช่น อัตราการขยายตัวของอิเล็กโทรดลบซิลิคอน-คาร์บอนภายในปี 2023-2024 เป็นส่วนใหญ่ การพัฒนาอุตสาหกรรมวัสดุอิเล็กโทรดแอโนดที่ใช้ซิลิคอนกำลังเร่งตัวขึ้น บริษัทต่างๆ เช่น CATL ได้เริ่มติดตั้งอิเล็กโทรดลบซิลิคอน-คาร์บอนในเซลล์ที่มีความหนาแน่นพลังงานสูงรุ่นต่อไป เช่น เซลล์แบบควบแน่น การพัฒนาเซลล์ประสิทธิภาพสูงอย่างต่อเนื่องยิ่งทำให้บริษัทเหล่านี้เป็นผู้นำในอุตสาหกรรมนี้มากขึ้น การคาดการณ์ตลาดแสดงให้เห็นว่าความต้องการผงนาโนซิลิคอนทั่วโลกสำหรับอิเล็กโทรดลบซิลิคอนจะอยู่ที่ประมาณ 3,786 ตันในปี 2023 และคาดว่าความต้องการนี้จะสูงถึง 24,000 ตันภายในปี 2025 โดยมีอัตราการเติบโตต่อปีแบบทบต้นที่ 110.1%
กระบวนการผลิตวัสดุอิเล็กโทรดแอโนดที่ใช้ซิลิกอนเป็นส่วนประกอบนั้นมีความซับซ้อน โดยส่วนใหญ่ประกอบด้วยขั้นตอนสำคัญ เช่น การเตรียมผงซิลิกอนนาโน การเตรียมสารตั้งต้นของคอมโพสิต การเคลือบด้วยคาร์บอน และการประมวลผลภายหลัง เทคนิคการเตรียมกระแสหลักจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับวิธีการของคอมโพสิตและเส้นทางกระบวนการ ซึ่งได้แก่ การสะสมไอเคมี (CVD) วิธีโซลเจล ไพโรไลซิสอุณหภูมิสูง และกระบวนการทางกล เครื่องบดลูกบอลแต่ละวิธีมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง เหมาะสำหรับการผลิตขั้วลบที่ทำจากซิลิคอนหลายประเภท
ผงวิเศษ
โดยสรุปแล้ว EPIC Powder เป็นผู้นำในด้านการพัฒนาการผลิตวัสดุขั้วบวกที่ทำจากซิลิกอน ด้วยความเชี่ยวชาญในการประมวลผลผงซิลิกอนนาโน สารตั้งต้นแบบผสม และการเคลือบคาร์บอน EPIC Powder จึงพร้อมที่จะรองรับความต้องการวัสดุสำหรับแบตเตอรี่ประสิทธิภาพสูงที่เพิ่มมากขึ้น ในขณะที่อุตสาหกรรมยังคงพัฒนาต่อไป โซลูชันอันสร้างสรรค์ของ EPIC Powder มีบทบาทสำคัญในการเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานและความเสถียรของวงจร ซึ่งมีส่วนช่วยในการพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนรุ่นต่อไปสำหรับยานยนต์ไฟฟ้าและระบบกักเก็บพลังงาน
