从麒麟电池到青海湖电池，一文了解“硅基负极”的“负极胶”

今年4月，CATL麒麟电池随着吉利的重磅纯电MPV车型极氪009正式开启交付!这块电池最大亮点之一就是首创了高镍正极搭配“硅基负极”的技术组合，因此其电池容量一举突破了140KWh大关，轻松拿下大中型MPV纯电续航里程 822 公里的世界纪录!

7月，另一块备受关注的“硅基负极”电池--荣耀“青海湖电池”也正式发布!因为有了“硅基负极”技术的加持，这块电池一方面实现了高达5000mAh的大电量，而另一方面竟然又将电池的厚度压缩到如卡片般纤薄的2.72mm!硅基负极是锂离子电池实现超级快充与超长续航的关键技术，它的出现让锂电池的充电速度和能量密度出现大幅提升，但是这种负极在充电时会发生剧烈膨胀进而引发负极的开裂风险。

为了解决这个问题，人们一直在从两个方向展开研究：一方面是开发较低膨胀率的硅基材料，另一方面，则是从粘接负极材料的负极胶入手!为此材料大厂回天新材开发出全新解决方案一1206LPAA负极胶!

鉴于 PAA 的分子呈现出线性长链条的结构，从概率上来讲当“硅基负极”出现大幅膨胀时，就存在“手滑”缠不住的情况。从这个角度出发，回天的材料学家们在设计1206L负极胶的时候也就同时设计出了两条技术路线有其中一个是将线性的 PAA分子链横向交联起来，构建起一个3D网络结构;而另一个，则是提高PAA的分子量。

思路一：构建 3D网络

回天的研发工程师注意到电池负极在绕卷入壳之后需要经过一个真空烘烤的环节，为了让负极材料在涂布后彻底挥发掉水分和溶剂，这个烘干的时间长达6小时，而且期间的温度可以达到90~120℃。于是他们这次给1206L专门选了一款需要加热才能与 PAA 发生反应的交联剂，相当于对于烘干工序之中的能量与时间进行了有效再利用，在不增加用户成本的情况下就提升了硅基负极的机械强度!从最终的效果来看，采用了这种方案的“硅基负极”在经历100次充放电循环后电容量依然保持平稳。

思路二：提高分子量

高分子材料的分子量对于机械强度的影响最大，具体到PAA负极胶也是如此，这对于抵抗剧烈膨胀的“硅基负极”来说是至关重要的性能!但问题是，分子量变大就意味着粘度的上升。这个问题体现在涂布后的负极就是，负极材料就出现明显的结块团聚，这会造成负极内部电通路的中断。体现在电性能上，就是负极本身的电阻就会很高，对于电化学反应的锂离子电池来说这是严重影响性能的大问题!

而这次回天开发出来的1206L负极胶竟然解决了这个矛盾,首先它的分子量高达100万，和目前主流的PAA比起来高出了30%;同时PDI<2。但是它的粘度却维持在了15000~25000cps的范围,这就在不影响工艺的前提下为提升粘接强度打下了基础。结合 3D网络结构，高于平均水平30%的分子量以及相对较低的粘度，这就让使用回天 1206L的“硅基负极”具备了更好的机械性能与循环电性能。

从麒麟电池，到青海湖电池，“硅基负极”技术让我们看到了产品性能升级与中国产业升级的新希望，而回天1206L负极胶的出现，不仅让“硅基负极”的早日大规模普及更进一步，也更是中国材料产业自主创新与稳步向前的又一个例证!