锂电芯掺硅技术可以让电池能量密度高出30％－40％是真的吗？

在新能源汽车电池技术在不断追求里程焦虑的解决办法下，有资料报道说，经过在锂电芯掺硅技术可以让电池能量密度高出30％－40％，也就是说与当前锂电池相比，在同等体积重量情况下，容量变大了30％－40％，这个续航能力得到了极大的提升，很大程度上解决新能源汽车续航里程的焦虑。

日前，据媒体报道，CATL正在开发”掺硅补锂电芯”技术，并同时一相关的车企进行合作，协同完成掺硅锂电池装车之后的各项严苛测试，并在未来量产使用这项技术的电池。

据有关消息透露，基于”掺硅补锂电芯”技术的电池，其能量密度较现在行业领先水平将高出30％－40％，最高可实现约1000km的续航、20万公里零衰减。

那么，什么是”掺硅补锂电芯”技术？

据了解，811锂电池要搭配硅碳和硅氧使用，但是SiOx会存在首次效率低的原因，需要通过补锂工艺才能实现。

随着新能源汽车在实际应用中对续航里程要求的不断提高，动力锂电池相关材料也向着供应更高能量密度的方向发展。传统锂离子电池的石墨负极已经无法满足现有需求，高能量密度负极材料（硅碳，硅氧）成为公司追逐的新热点。

在理想状态下，若纯硅Si在完全嵌锂下，理论上的比容量可以达到4200mAh/g，但是也伴随着高达300％的体积膨胀，而使用另外一种硅的氧化物SiOX作为负极材料，Si－O键的键能是Si－Si键能的两倍，由于SiOx首次嵌锂的过程中会生成金属锂氧化物LiXO，这导致氧化亚硅材料的首次库伦效率仅为70％左右。掺硅锂电池技术存在的体积膨胀过大，更容易导致电池内部结构发生破坏，导致电池使用寿命短，再加上库伦效率过低，基本上把能量密度增大的优势给掩盖了。

不过经过近年来诸多的技术改进，首次效率也仅仅提高到80％左右，这和石墨材料的94％还有很大的差距，为了缩短差距各研究所、高校、公司等都提出自己的材料改性办法得以让SiOX材料发挥出高比容量的优势。

相应的办法就是：通过硅碳负极补锂工艺，在硅碳负极表面预涂一层锂金属，该涂层和负极紧密接触，在灌注电解液后和负极发生反应嵌入负极颗粒内部，预存一部分锂离子在负极内部，从而弥补首次充放电或者循环过程中由于形成或修复SEI膜所要消耗的Li离子。

相比于高难度、高投入的负极补锂工艺，正极补锂就显得朴实多了，典型的正极补锂的工艺是在正极匀浆的过程中，向其中添加少量的高容量正极材料，在充电的过程中，多余的Li元素从这些富锂正极材料脱出，嵌入到负极中补充首次充放电的不可逆容量。