有机硅材料助电动汽车改善电池设计的解决方案_配件报道_行业资讯

特斯拉model3的火爆预售，使人们再次将目光聚焦于新能源汽车，对于锂电行业的意义在于其采用的动力电池新材料。据介绍Model3电池技术采用了硅碳负极，能量密度将达到300wh/kg，续航里程约346公里。续航里程的提升得益于硅材料的比容量要远大于石墨材料，而比容量数值的高低直接体现了单位重量电池的电量。
    目前市场上使用的石墨负极材料的理论克容量为372mAh/g，硅碳复合材料的理论克容量约为4200mAh/g，高出石墨负极10倍有余。硅碳负极材料的高容量完全能满足纯动力汽车动力电池的能量要求，但是硅基锂离子电池充放电过程产生巨大的材料体积膨胀效应，使得其难以产业化。Model3电池技术中硅碳负极的应用是硅碳负极材料产业化的重要突破。据介绍，该负极材料加入了10%的硅，能量密度达到300wh/kg，随着技术的推进，硅碳负极材料有望更进一步提升锂电池容量。无机硅材料（负极使用的是硅或者氧化亚硅）为锂电池容量做出重大贡献，那么硅材料另一重要成员——性能优良的有机硅材料，其是否也能助力新能源汽车续航呢？
    有机硅以Si－O键为主链结构，侧链通过硅原子与其他各种有机基团相连。有机硅中Si－O键的键能远大于C－C键的键能，所以有机硅产品的热稳定性高，高温下（或辐射照射）分子的化学键不断裂、不分解。它可耐高、低温，可在很宽的温度范围内使用。同时主链无双键存在，不易被紫外光和臭氧所分解。特殊的组成和分子结构使得有机硅集有机物、无机物的功能于一身，具有优异的耐高低温性能、耐候性、电气绝缘性、生物相容性等。有机硅材料已广泛应用于建筑、电子电气，化工等民用方面，甚至在航空、尖端技术、军事技术部门等领域也有大量应用。比如应用于条件极端的外太空或极寒、极热的西伯利亚或撒哈拉都能表现出优异的特性。
    电池作为新能源汽车的动力源，除了正极材料、负极材料、隔膜、电解液等电池原材料影响其性能以外，新能源汽车行驶过程中的温度变化，震动，湿气等也会改变电池性能，进而影响其续航能力。科学家对有机硅在新能源汽车上的应用做出了大量探索，道康宁作为有机硅行业的领导者，提出了令新能源汽车跑的更远的材料解决方案。
    温度控制
    锂电池电解液中的碳酸酯具有较高的熔点，一般当温度低于-20℃时，电池不能正常工作[3]；当温度过高时，电池隔膜会熔融造成短路引发电池起火等安全问题。只有保持适宜温度，电池才能达到其最佳性能。道康宁定制的有机硅材料能够有效为电池组及电芯散热，改善电池工作温度。同时，可点胶的流体态有机硅可在电池组形成一个围绕电池芯的热屏蔽，当环境过冷或过热时，电池依然能保持高效运作。
    耐久性
    新能源汽车日常使用过程中，湿气会引起电池中六氟磷酸锂分解产生HF，震动可能造成极耳等断裂，电池短路，这些最常见的因素均可能影响电池寿命。对此，道康宁提供了“电池组专属定制”的有机硅方案解决方法，为电池的耐久性保驾护航。
    绝缘性
    电动汽车电池面临的另一层挑战，在于短路和过流，而有机硅材料的绝缘性则恰如其分地应对了这个问题。在电池中应用有机硅，能很好地保护内部关键电子器件、电芯和母线，进而避免电涌和电池起火的风险。