消费电池低温大倍率充放电关键难题研究
发布机构：宁德新能源科技有限公司
发布日期：2025-11-21 至 附件：0个
现状：
针对消费电子长期存在的"电池能量密度提升速度滞后于硬件功耗增长"行业痛点，我司在全球率先实现了硅负极锂电池产业化，使得能量密度达860Wh/L；为了进一步提升能量密度，需再次提升硅含量，但使得电池充放电能力显著下降，尤其硅添加量到50%以上，面临如下问题。
一；充放电倍率随着硅含量增加显著下降，尤其在低温下不能满足2C快充要求。
二；硅含量的增加对粘结剂的需求提升；正负极的涂覆重量；电解液均发生变化，阻抗的多控制因素与传统石墨发生巨大变化，分解复杂。
三；硅在循环中SEI的增厚会进一步恶化电池阻抗，电池在全生命周期析锂控制也非常困难。该难题严重制约了高硅电池能量密度突破及客户端应用的体验感，商业化进程较缓慢。
为解决此问题，需联合外部科研力量，依托其行业学术水平及先进表征分析能力：一方面针对高含量硅碳脱嵌锂动；热力学行为分析，提升材料与性能间的构效关系理解；一方面对硅体系全生命周期阻抗的分解拆分决速步骤，分析硅碳／粘接剂／导电剂／电解液的表界面反应机理，最终针对性改善优化材料；极片设计等进行性能提升。
通过该难题的攻关，有助于高硅体系的商业化进程，可大幅度提升电池的能量密度，为我国的新能源行业提供更优的新质生产力。
需解决的难题：
新产品一项，具体技术指标如下：
1.电池能力密度：≥900Wh/L；
2.充电能力：3C@25degC,2C@10DegC,0.8C@0degC
3.放电能力：10% SOC@10degC 0.5C放电＞100s;-20degC 0.2C放电＞80%
4.循环寿命满800次@80%@25degC
5.其余性能满足GB 31241-2022要求
知识产权（专利：新增发明专利2项，新增学术论文：国外1篇，国内1篇）
1.针对高硅全生命周期SEI的变化进行分析，对全生命周期的阻抗决速步骤进行分析
2.针对高硅体系的极片设计，包括粘接剂；导电剂关键材料的选型有突破性理解
3.针对高硅的制造工艺；设备有新的理解，匹配上下游行业的共同发展
