上海洗霸在硅碳负极用介孔碳骨架工业化方面取得重要进展｜产业创新动态

上海经信委 · 科技创业 · 2 天前

主要观点总结

文章介绍了固态电池、硅碳负极和有序介孔碳材料在新能源领域的应用和发展。固态电池正在引领锂离子电池行业的变革，硅碳负极作为下一代高能量密度负极材料受到关注，而有序介孔碳材料则是硅碳负极的理想骨架。上海洗霸控股有限公司在相关领域进行布局，并取得了显著成果。

关键观点总结

关键观点1: 固态电池引领新能源革命

固态电池作为下一代储能技术，正在全球范围内加速发展。它解决了传统液态锂电池的热失控风险，并提高了能量密度，为新能源汽车、垂直起降飞机等领域提供了更长续航和更快充电的可能性。

关键观点2: 硅碳负极材料成高能量密度首选

硅碳负极材料因其高能量密度被认为是下一代电池的理想选择。然而，它面临着体积变化和电池性能劣化的问题。通过化学气相沉积方法制备的硅碳负极材料展现了优异的性能和稳定性。

关键观点3: 有序介孔碳材料：硅碳负极的理想骨架

有序介孔碳材料作为硅碳负极的理想骨架，具有孔径一致、微纳结构可调等特点。它可以缓冲硅嵌入锂过程中的体积膨胀效应，提高材料的抗粉化能力和降低膨胀系数。

关键观点4: 上海洗霸在相关领域取得显著成果

上海洗霸控股有限公司在固态电池、硅碳负极和有序介孔碳材料领域进行布局，并与复旦大学合作推动相关技术的产业化。该公司已经建立了10吨/年的有序介孔碳材料中试示范线，并获得了多家企业的持续性订单。

正文

转载自：上海洗霸

固态电池：开启新能源革命的下一站

在全球能源结构向低碳化加速转型的背景下，固态电池作为下一代储能技术的核心方向，正引领锂离子电池行业从“渐进改良”迈向“颠覆性变革”。相较于传统液态锂电池，固态电池以本质不可燃的固态电解质替代液态电解液，从根本上破解了热失控风险，同时可将能量密度提升至500Wh/kg以上，为新能源汽车实现超长续航和超快充电，为垂直起降飞机、无人机、智能机器狗、人形机器人、电动工具、工业机器人等超高倍率放电，为消费电子、智能穿戴、关键装备等超长循环次数与长待机时间，为储能系统降本增效提供底层支撑。当前，全球产业界正围绕关键核心材料（固态电解质、正极和负极等）展开技术竞速，半固态电池已进入量产前夜，全固态电池预计2030年前后开启商业化应用。这场技术革命不仅将重塑万亿级新能源市场格局，更成为各国抢占碳中和战略制高点的关键抓手。面对固固界面问题、规模工业化制备等共性挑战，跨学科创新与产业链协同正在催生突破。

硅碳负极：下一代高能量密度负极材料

传统的石墨负极由于其理论容量有限，约为372 mAh/g，无法满足高能量密度电池对容量的需求。硅材料的理论比容量远高于（约10倍）已逼近性能极限的石墨，且对锂电压不高，被认为是下一代高能量密度电池负极材料的首选。但在体现了优异容量的同时，硅基负极材料在嵌锂过程中也表现出了非常明显的本征体积变化，影响循环寿命。此外，硅基负极还面临着和电解液接触、反应，劣化电池性能的问题。为了解决上述问题，硅碳负极材料应运而生。通过化学气相沉积方法在多孔碳孔道内生长亚纳米尺度硅颗粒制备的硅碳负极材料由于其组分均匀、结构致密、能量密度高和循环稳定性优异受到了学术界和工业界的一致关注。相关产品已经在消费电子、无人机、智能机器狗、人形机器人、垂直起降飞机和电动工具等领域使用，显著提升了电池的续航能力。

有序介孔碳材料：硅碳负极的理想骨架

硅碳负极材料快速发展的同时也带动了上游的多孔碳材料产业的发展。多孔碳对硅碳负极的性能起到关键性决定作用：合理设计多孔碳微纳结构可以缓冲硅嵌入锂过程中的体积膨胀效应。有序介孔碳材料作为多孔碳材料的一个重要分支，具有孔径一致（2-50 nm），微纳结构可调等特点，其用于硅碳负极骨架具有以下优势：1.孔径大，有利于硅烷的扩散，确保硅烷在孔内沉积，减少界面浮硅的生成。2.有序孔道诱导形成纳米尺度有序硅碳负极，显著提升材料的抗粉化能力，并降低膨胀系数。因此，有序介孔碳材料是硅碳负极理想的关键核心骨架材料。

有序介孔碳产品的SEM和TEM图

有序介孔碳材料衍生硅碳负极的示意图

山东复元（上海洗霸控股）：

有序介孔碳材料领域的先行者

上海洗霸面向国家重大需求，积极布局介孔碳骨架-均质硅碳负极-固态电解质-全固态电池器件的全产业链。近期，与复旦大学赵东元院士团队和山东复元新材料科技有限公司联合攻关，基于2020年度国家自然科学奖一等奖（有序介孔碳材料的创制及应用）0-1原创性突破，开展有序介孔碳材料的产业化工作，积极推动有序介孔碳材料从实验室样品到规模工业化产品再到大规模商业化商品。

目前公司推出的系列有序介孔碳材料产品已经初步通过了材料、电芯和终端三个维度客户的验证，通过其制备的硅碳负极材料在等能量密度设计的软包电池中经500次循环后，相比目前市面上的主流材料电芯绝对膨胀率这个电池关键核心指标，上海洗霸控股公司山东复元生产产品远优于竟品。作为全球首家具有有序介孔碳材料核心知识产权和工业化量产能力的企业，上海洗霸控股子公司山东复元已经在上海嘉定工厂建成了10吨/年的有序介孔碳材料中试示范线，在积累了丰富工程化经验的同时获得了多家头部企业的持续性订单。

公司依托复旦大学强大的技术团队，秉持着“成熟一代，储备一代，研发一代”的理念，持续推动产品的升级与迭代。产品匹配通过客户需求后，将率先在消费电子、智能穿戴、智能机器狗、人形机器人和无人机等领域使用，未来还可应用于垂直起降飞机、电动工具、新能源电动汽车、工业装备和储能等领域。有序介孔碳材料产品也已在固态电池中进行应用验证，有希望助力500 Wh/Kg能量密度全固态电池的商业化应用实现。

有序硅碳负极材料在充放电过程中的膨胀变化图

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