
3. Tecnología de electrodo seco: Esta tecnología se puede utilizar tanto en electrodo positivo como negativo.
Proceso húmedo tradicional:
El material debe colocarse en una solución, luego secarse y prensarse en una película: use un solvente con un material aglutinante, del cual NMP es uno de los solventes comunes. Después de mezclar el solvente con el aglutinante con el electrodo negativo o el electrodo positivo en polvo, la suspensión se recubre en el colector de electrodos y se seca, en la que el solvente es tóxico y debe recuperarse, purificarse y reutilizarse. Este proceso requiere máquinas de recubrimiento grandes, costosas y complejas.
Tecnología de electrodos secos:
El proceso de electrodo seco ahorra el paso de agregar una solución, lo que ahorra los complicados pasos de recubrimiento y secado y simplifica enormemente el proceso de producción. Mezcle las partículas activas positivas y negativas con PTFE para hacerlo fibroso, luego enrolle el polvo directamente en una película y presione sobre papel de aluminio o cobre para preparar electrodos positivos y negativos.
Ventajas de la tecnología de electrodos secos:
- No se utiliza disolvente, se ahorran costosas máquinas de recubrimiento, por lo que se simplifica el proceso, se ahorra mucho espacio y costes.
- Aumento de la productividad: La tecnología de electrodos secos permite una producción 7 veces más rápida.
- Aumentar la densidad de energía de la batería: En presencia de solventes, el litio y el carbono mezclados con litio no pueden integrarse bien entre sí, y existe el problema de la pérdida de capacidad del primer ciclo. La tecnología de electrodos secos mejorará en gran medida este problema, aumentando así la densidad de energía de la batería. Al mismo tiempo, el espesor del material del electrodo positivo aumenta de 55 μm a 60 μm, y la relación de material del electrodo activo se incrementa para aumentar la densidad de energía en un 5%, al tiempo que garantiza la densidad de potencia.
Dificultades en el proceso de electrodo seco: el proceso actual es inmaduro, la lámina del electrodo es gruesa y existe el riesgo de agrietarse cuando se enrolla.

4. Ánodo de silicio
Ventajas del ánodo de silicio:
- La densidad de energía teórica es mayor: la capacidad máxima teórica de la batería del electrodo negativo de grafito es de 372 Wh / kg, y la capacidad máxima teórica de la batería del electrodo negativo de silicio puede alcanzar los 4200 Wh / kg.
- Mejor seguridad: el sistema de voltaje del silicio es más alto que el del grafito, y ahora el grafito del electrodo negativo producirá dendritas de litio, porque su sistema de voltaje está cerca del potencial de precipitación del litio, las dendritas perforarán el separador y los electrodos positivo y negativo se cortocircuitarán, lo que amenaza seriamente la seguridad de la batería.
- Menor costo: el material de silicio tiene una amplia fuente, abundantes reservas, bajo costo de producción y es respetuoso con el medio ambiente. La densidad de energía en masa de las celdas de iones de litio que utilizan materiales de ánodo de silicio se puede aumentar en más del 8%, la densidad de energía volumétrica se puede aumentar en más del 10% y el costo por KWH de las celdas se puede reducir en al menos un 3%.
Desventajas del ánodo de silicona:
- Rendimiento de ciclo deficiente: el volumen se expande después de la intercalación de litio, el grafito no tiene una expansión de volumen obvia después de la intercalación de iones de litio, pero el volumen de silicio se expande más de cuatro veces después de la intercalación de iones de litio, y la batería se desecha después de muchas veces de expansión y contracción.
- Mala conductividad: La baja conductividad del silicio limita la utilización completa de su capacidad y el rendimiento de la tasa de los materiales de electrodos de silicio; el cambio de volumen hace que el contacto entre el material activo y el aglutinante del agente conductor sea deficiente y la conductividad disminuye; la película SEI en la superficie de silicio es gruesa y desigual, afecta la conductividad y la energía específica general de la batería.

Las empresas de baterías están aplicando activamente ánodos de silicio-carbono, que es la dirección de desarrollo de los ánodos de silicio-carbono. Los ánodos de silicio-carbono se utilizan actualmente principalmente en baterías cilíndricas. En las soluciones de baterías de alta capacidad de los fabricantes de baterías de potencia como CATL, LISHEN, GOTION y PRIDE, los ánodos de silicio-carbono han desarrollado claramente una dirección.
Aceleración de la investigación y el desarrollo y la producción de ánodos de silicio-carbono: la industrialización extranjera de silicio-carbono está relativamente a la cabeza, y los fabricantes chinos se están poniendo al día activamente. En la actualidad, los fabricantes de ánodos de China han aumentado su inversión en ánodos de silicio y carbono, y BTR, SHANSHAN, GOTION y ZET pueden lograr la producción en masa. Y el ánodo de carbono y silicio BTR suministra a las baterías de energía de Panasonic e ingresa a la cadena de suministro de Tesla. Algunas empresas de baterías como CATL, BYD, GOTION, BAK y LISHEN están desplegando activamente materiales de silicio y carbono.
Las baterías de silicio-carbono son una tendencia inevitable en el desarrollo de alta densidad de energía. Con la superación de los cuellos de botella técnicos y la mejora de la aceptación del cliente final, el carbono de silicio reducirá los costos y logrará la producción en masa. CNCET predice que la producción y el consumo de materiales de ánodo de silicio-carbono en China alcanzarán las 60.000 toneladas en 2023, y las perspectivas futuras del mercado de ánodos de silicio-carbono son enormes.