什么是硅基負(fù)極材料？它有什么作用？

對新能源汽車而言，提升續(xù)航需要整車電耗低、電池包帶電量大。受限于體積、質(zhì)量，通常需要電池的質(zhì)量/體積能量密度高。

更高的正極比容量、更高的負(fù)極比容量和更高的電池電壓（以及更少的輔助組元），是高能量密度電池的理論實現(xiàn)路徑。正極材料的比容量相對更低，性能提升對電池（單體）作用顯著；負(fù)極比容量提升對于電池能量密度提升仍有相當(dāng)程度作用。

硅材料的理論比容量遠(yuǎn)高于（約10倍）已逼近性能極限的石墨，有望成為高能量密度鋰電池的負(fù)極材料優(yōu)選。

不過，硅材料的應(yīng)用，也面臨著一定的技術(shù)難點。在體現(xiàn)了優(yōu)異容量同時，硅基負(fù)極材料在嵌鋰過程中表現(xiàn)出了非常明顯的本征體積變化，影響循環(huán)壽命；另一方面硅基負(fù)極還面臨著和電解液接觸、反應(yīng)，劣化電池性能的問題。

市場上，硅基負(fù)極衍生出了單質(zhì)硅-碳負(fù)極、硅氧化物-碳負(fù)極、低維硅材料、硅合金等技術(shù)路線，前兩者（籠統(tǒng)稱為硅碳負(fù)極）實用性較強。

單質(zhì)硅-碳材料1500mAh/g比容量、1000次循環(huán)壽命和1C倍率的綜合性能具有一定程度可實現(xiàn)性；單質(zhì)硅-碳材料包覆改性有較大概率是單質(zhì)硅-碳負(fù)極材料的優(yōu)選合成方式。硅單質(zhì)-碳負(fù)極材料比容量更高，而硅氧化物-碳負(fù)極材料倍率性能更佳。

另外，硅基負(fù)極表面SEI膜的形成需消耗大量鋰源，硅氧化物-碳負(fù)極材料體系由于鋰硅氧化物的不可逆形成進(jìn)一步消耗鋰源，這使得硅基負(fù)極的首次效率顯著低于石墨。

這一問題的解決方式通常需要預(yù)鋰化。預(yù)鋰化手段可以對正極、負(fù)極分別加以實施。