充放电循环,最终实现 “高容量 + 长寿命 + 安全可靠” 的产业化要求。
硅在嵌锂时体积膨胀率高达 300% 以上,会导致颗粒粉化、电极开裂,直接失效。
CVD 包覆形成的致密碳层(5-10nm)和多孔碳骨架,能提供刚性约束与缓冲空间,将整体膨胀率降至 15%-27%,避免结构坍塌。
硅本身是半导体(电子导电性仅 10⁻⁴ S/m),电子传输困难,导致电池倍率性能差。
碳层(导电性 10³-10⁵ S/m)形成连续导电网络,减少硅颗粒间的接触电阻,让电子快速传输,适配快充需求。
硅表面化学活性高,易与电解液反应生成不稳定的 SEI 膜,反复破裂 - 再生会消耗锂源,缩短循环寿命。
CVD 碳层作为 “保护层”,隔绝硅与电解液的直接接触,形成薄而致密的稳定 SEI 膜,使循环寿命从不足 50 次提升至 1200 次以上。
CVD 是气相沉积工艺,碳层沉积均匀性好(厚度误差 ±1nm),能适配回转窑连续化量产。
碳层可调控的孔隙结构与表面性质,能提升硅碳负极与粘结剂、导电剂的兼容性,保障电极制备合格率。