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鋰離子動力電池因應電動車的需求，負極材料正朝向高容量、高能量密度發展。目前主流負極材料仍是人造石墨(AG)，但其理論電容量已達372mAh/g的極限，無法滿足更高能量的需求使用，因此矽材料成為提升電池性能的關鍵技術。矽的理論電容量介於3,600~4,200mAh/g，然而矽與鋰的合金反應導致其在充放電時體積膨脹40~400倍，使材料結構產生崩壞以及電池壽命縮短。為解決這一問題，業界發展出矽碳複合材料(S-C)及矽氧化物(SiOx)材料，透過結合其他材料以及添加的方式來穩定電芯的運作。目前市場上常見的技術包括AG與S-C或SiOx材料的混合技術、表面改質、碳層塗層等，在提升導電性及抑制體積膨脹的同時，達到電容量提升及穩定性能。

【內容大綱】

• 一、動力電池負極材料發展目標
• 二、矽負極材料技術發展現況
  • (一)純矽材料
  • (二)矽碳複合型材料(S-C)
  • (三)矽氧化物材料(SiOx)
• IEKView

【圖表大綱】

• 表1、商用電芯與矽系列負極材料性能比較表
• 圖1、Sila Nano多孔碳包覆矽材料的矽碳複合技術示意圖
• 圖2、Group 14矽材料嵌入多孔碳的材料示意圖與商用負極性能比較圖
• 圖3、奈米纖維纏繞石墨材料SEM圖
• 圖4、Paraclete SiOx多層保護層設計示意圖與一般商用SiOx電芯體積變化比較圖
• 圖5、大洲電子DMSO SiOx負極材料產品型錄
• 圖6、純矽、矽碳、SiOx負極材料性能比較雷達圖
• 表2、指標車廠使用矽負極材料與其規格比較表