中國粉體網訊 硅基負極，尤其是前景更好的硅碳負極，其膨脹問題已經是整個行業內待解決難題，硅的納米化成為解決該問題的一個主要研究方向。納米硅粉的可控和規模化制備為后續實現以納米硅為基構筑復合、穩定和高導電性的鋰離子電池硅基負極材料提供了保證。
納米硅粉制備方法
機械研磨法
機械研磨法是利用機械旋轉及粒子之間的相互作用產生的機械碾壓力和剪切力將尺寸較大的硅材料研磨成納米尺寸的粉末。
化學氣相沉積法
化學氣相沉積法是一種以硅烷為反應原料進行納米硅粉生產的技術。根據誘發硅烷熱解的能量源不同，可分為等離子增強化學氣相沉積法、激光誘導化學氣相沉積法和流化床法。
等離子蒸發冷凝法
等離子蒸發冷凝法通過等離子熱源將反應原料氣化成氣態原子、分子或部分電離成離子，并通過快速冷凝技術，冷凝為固體粉末。根據等離子體炬熱源不同，可以分為感應等離子法和電弧等離子體法。
納米硅粉國產化替代道路上的先行企業
浙江中寧硅業有限公司
中寧硅業成立于2007年，于2018年成為上市公司多氟多新材料股份有限公司控股子公司。
公司是國家高新技術企業，國家“專精特新”小巨人企業，擁有浙江省首批重點企業研究院---高純硅材料研究院。公司是生產電子級特氣和新能源電池材料的科技型創新型公司，生產的高純硅烷、乙硅烷、四氟化硅是半導體、液晶、光伏行業發展不可或缺的材料，是國家和省應急攻關替代進口的重點發展產品。其中電子級硅烷被國家科技部評為“國家重點新產品”，多次被評為“中國新型顯示產業鏈發展特殊貢獻獎”。
公司生產的高純納米硅粉，是在電子級硅烷氣的基礎上向下游延伸的產品，采用自主開發的熱化學氣相沉積分解硅烷的方法，制備出的硅粉純度高達99.99%，粒度在20-100nm之間。并且實現200T/年的生產能力，是國內首條能產業化生產納米硅粉的生產線。
中寧硅業納米硅粉（來源：中寧硅業）
公司所制備的納米硅粉，已經在中科院、西安交大、上海復旦大學等科研機構檢測及試用，在電化學性能上表現出優異的品質。同時與寧德時代、天目先導、比亞迪、貝特瑞、星城石墨等電池材料生產廠家合作，進行深度研發，逐步克服硅粉團聚、體積膨脹等問題。
目前，公司500T/年高純納米硅粉及5000T/年硅碳復合材料生產項目，正在進行環境影響報告書環評公示，假以時日，公司高純納米硅粉產能將達到700T/年。
江蘇博遷新材料有限公司
博遷新材成立于2010年，是一家集高端納米金屬粉體材料研發、生產、銷售為一體的國家高新技術企業，是中國納米金屬材料研發和產業化應用的開拓者之一。
公司主要產品包括鎳粉、銀粉、銅粉等純金屬粉和合金粉，還依托自身技術優勢拓展了銀包銅粉、納米硅粉等新產品。
公司利用自身納米金屬粉體行業多年的技術積累，開發了納米級硅粉專用的常壓下等離子蒸發冷凝物理氣相法技術，可以生產100nm以下的硅粉，具備純度高、粒徑小、粒徑均勻、球形狀、分散性好等特性，公司通過對生產過程持續的工藝優化，硅粉單產效率得以有效提升。
博遷新材納米硅粉參數（來源：博遷新材）
目前，公司全資子公司寧波廣新納米材料有限公司與寧波廣遷電子材料有限公司以自有資金，合資設立了江蘇廣豫儲能材料有限公司，并競拍取得土地使用權，正式建設硅碳負極用納米級硅粉中試生產線項目。公司還與中科院寧波材料所合作組建“先進能源材料與儲能器件研發中心”，共同探索碳包覆技術，加快推進鋰電池負極材料用納米硅粉的規模化量產進程。
小結
西方國家工業生產納米硅粉的起步較早，有專門的硅粉制品公司，如日本帝人、美國杜邦、德國H. C.Stark、加拿大泰克納等均能夠應用等離子蒸發冷凝法生產多種不同粒度的高純納米硅粉，生產技術方面處于世界領先地位。
國內對納米硅粉的研制起步較晚，制造水平相對落后，通常情況下采用機械球磨法合成納米硅粉，該方法雖然可以制備出不同粒徑的納米硅粉，但是普遍存在純度低、效率低、形貌一致性與粒徑控制困難等突出問題。如何有效控制納米硅粉的形貌和粒徑，如何降低成本，實現納米硅粉的大規模生產，還是國內企業需要一直探索的問題。
參考資料：
1、張思源等，《納米硅粉制備技術及發展前景展望》
2、張佃平，《納米硅的定向生長制備及在鋰電池中的應用研究》
3、博遷新材官網/2022年年報、中寧硅業官網
（中國粉體網編輯整理/長安）
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