立志当早，存高远
一文了解纳米级硅负极材料
随着新能源汽车在实际应用中对续航里程要求的不断提高，动力电池相关
材料也向着提供更高能量密度的方向发展。

负极材料是锂离子电池的重要组成
部分，它直接影响着电池的能量密度、循环寿命和安全性能等关键指标。

目前市场上锂电池使用的多为石墨负极材料，从石墨的比容量和压实密度
看，负极材料的能量密度很难再得到提高。

此外，石墨片还存在易发生剥离、
循环性能不理想等问题。

传统锂离子电池的石墨负极已经无法满足现有需求，高能量密度负极材料成
为企业追逐的新热点。

硅基负极材料由于丰富的储量和超高的理论比容量正逐
渐成为电池企业和锂电材料商改善负极的最优先选择，是最具潜力的下一代锂
离子电池负极材料之一。

石墨类负极材料VS 硅负极材料
石墨类碳材料的锂离子电池其理论比容量只有372mAh/g，因而限制了锂离
子电池比能量的进一步提高，不能满足日益发展的高能量便携式移动电源的需求。

并且碳材料存在充放电容量低，高倍率充放电性能差，在电解质中稳定性
较差等问题。

与石墨负极材料相比，硅负极材料的能量密度优势明显。

石墨的理论能量密
度是372 mAh/g，而硅负极的理论能量密度超其10 倍，高达4200mAh/g。

但是，硅基材料也存在较为明显的缺点，主要有以下两方面：一是充放电过程中
会引起硅体积膨胀;二是硅是半导体材料，导电性较石墨差很多。

纳米级硅负极材料
为改善硅基负极材料的循环性能，提高材料在循环过程中的结构稳定性，通
常将硅材料纳米化。

用于锂离子电池的纳米级硅负极材料主要分为四类：纳米。