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白竹別其三分景,橙梅正報萬家春。新年伊始,湖南省齊賢新材料科技有限公司在科技研發之路上邁出關鍵一步——自主創新的SCSM工藝取得突破性進展,樹脂微球量產下線,推出RMB-1和RMB-2兩款產品,為硅碳負極材料領域注入新活力。
硅碳負極
現狀洞察與發展前瞻
在鋰電池技術的進階之路上,硅碳負極嶄露頭角,成為備受矚目的焦點。硅基負極的理論比容量遠超石墨,其中硅碳負極因膨脹率在硅基材料中最低,被業界視作下一代鋰電池負極材料的有力競爭者。在眾多技術路徑里,CVD(氣相沉積)法制備的硅碳材料于性能、成本與穩定性上優勢突出。當下,硅碳材料的量產產能及性能主要受流化床設備產能和多孔碳選擇這兩方面制約。
多孔碳作為CVD硅碳材料的關鍵骨架,由原材料碳化和活化而成,其原材料主要有生物質類(如椰殼、杏仁核、淀粉、蔗糖、竹子等)和樹脂類。生物質類雖來源廣、成本低,但在克容量、長循環性能、極片膨脹倍率等方面的表現與樹脂類存在差距,尤其是一致性和穩定性欠佳。現階段正值硅碳負極導入期,為契合電池高性能要求,樹脂類成為優先選項。其中,酚醛樹脂相較于聚苯乙烯樹脂、聚甲基丙烯酸樹脂,其熱穩定性良好,碳化后能維持結構穩定。從而為硅碳負極的性能提升奠定了堅實基礎,也為其未來的發展指明了方向。
酚醛樹脂
輝煌歷程與發展脈絡
酚醛樹脂作為三大熱固性樹脂(酚醛樹脂、環氧樹脂和不飽和聚酯樹脂)之一,是由酚類和醛類化合物通過縮聚反應得到的一種高聚物材料,它以制備價格低廉、產量大、易成型加工和阻燃性好等特點,在材料領域占據重要地位。
自德國化學家 A. Baeyer首次通過酚和醛反應得到一種棕紅色不可處理的樹脂狀產物以來,酚醛樹脂的發展距今已有近150年歷史。20世紀后,L. Blumer用酒石酸和氨水作為催化劑,酚醛反應得到樹脂狀物質,但存在易碎和龜裂等缺點,很難形成工業化規模。1906年期間,美國科學家L. H. Baekeland 研究發現,通過添加木粉等填料可以降低酚醛樹脂的脆性,采取加壓和加熱方式可以縮短酚醛樹脂生產周期并提高產品質量,并成功實現商用化,推動了酚醛樹脂后來的發展。我國在酚醛樹脂方面的研究也有近 70 年的歷史,各種樹脂工廠相繼建立并迎來飛速發展,酚醛樹脂的制備工藝也趨于成熟并多元化。
酚醛樹脂微球
性能卓能,創新領航
酚醛樹脂微球以其出色的熱穩定性脫穎而出,在碳化后仍能精準維持原有形貌,穩固的結構優勢盡顯無遺。合成中,多樣的酚類選擇為其賦能。引入含氮、氟等官能團的酚,能在酚醛樹脂基碳材料里實現異質元素的原位摻雜,顯著提升材料導電性,為其高效應用筑牢根基。值得一提的是,球型樹脂基碳材料在氣相沉積硅時,球形曲面展現出各向均勻沉積的獨特優勢。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,循環性能也更加穩定持久。近期,我司自主研發的自催化成球工藝(SCSM)實現重大突破,樹脂微球成功量產下線。其中,RMB-1與RMB-2兩款產品特性卓越,有望在市場中大放異彩,引領行業潮流。
產品介紹

RMB-1
樹脂微球RMB-1產品呈橙棕色粉體,微球粒徑范圍為1.0 - 3.0um,PH值穩定在 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。其形態完整、大小均勻、表面光滑、單分散性良好。

RMB-1實物圖

RMB-1電鏡圖
RMB-2
樹脂微球RMB-2產品為橙紅色粉體,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、均勻尺寸、光滑表面與良好單分散性。

RMB-2實物圖

RMB-2電鏡圖
為了驗證樹脂微球的熱穩定性,我司還進行了樹脂微球碳化、活化實驗。樹脂微球產品經過碳化、活化后碳球表面出現細孔,表面大體光滑,形態完整、具有良好的單分散性,比表面積達到1600m2/g,孔容達到0.8cm3/g。

樹脂微球產品碳化、活化電鏡圖
結語
齊修治平興駿業,賢良方正續龍章
站在新的起點,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,持續探索創新,不斷優化產品,深耕硅碳負極材料領域,攜手行業同仁,共同推動鋰電池技術革新,為全球新能源產業發展貢獻更多“中國智慧”與“中國方案”,開啟材料科技新征程。