光伏废料基硅/二氧化钛复合负极

废料升级 万次循环

以砂磨法将光伏废硅与TiO2界面耦合，结合双碳网络，同时抑制体积膨胀和界面副反应，实现长循环与高倍率兼顾的硅基负极。

Wang, Lei · Lu, Jijun · 席风硕 · Neng, Wan · 陈秀华 · 杜宁 · Cong, Liu · 马文会 · Luo, Bin · Li, Shaoyuan

Advanced Energy Materials 2025

参数信息

循环后比容量

≈1100 mAh·g⁻¹

高倍率比容量

>1000 mAh·g⁻¹

软包全电池能量密度

>320 Wh·kg⁻¹

容量保持率

77 %

技术优势

回收废料即原料

用光伏切片产生的硅废料（PV-WSi）做原料，不需要高纯硅源，成本低且可持续。

界面仿生抗应力

Si/TiO2界面通过砂磨形成强耦合，能有效分散充放电应力、抑制颗粒粉化。

双碳网络齐管

碳纳米管与PVP衍生碳壳协同作用，既提升电子传输，又隔绝硅与电解液接触。

软包全电池验证

组装Si/TiO2/CNTs/C-G||NCM811软包电池，证实该材料可用于实际体系，能量密度超过320 Wh/kg。

应用场景

• 锂离子电池：提供长循环、高倍率的负极材料，可直接用于高能量密度电芯设计。
• 电池负极材料：取代现有硅碳负极，解决体积膨胀和界面副反应问题。
• 可持续电池技术：利用光伏废硅，降低原料成本和碳排放。