负极材料：突破锂离子电池能量密度天花板的关键？

锂离子电池的蓄电能力提高遇到了阻碍，研制出容量更大的负极材料成了解决之道！接下来，我们分别说说各种负极材料的特性。

负极材料重要性

负极材料是锂离子电池的关键构成部分，它对电池的初次效率、能量储存能力、多次使用表现等有决定性作用。目前电池制造技术进步缓慢，正极材料的能量提升也遇到困难，因此寻找具有高能量储存能力的负极材料，对于提高锂离子电池的总能量表现非常重要。

石墨类负极材料

现阶段市场上锂离子电池普遍使用的负极材料，以石墨类碳质材料为主，包括人造石墨和天然石墨两种类型。这类负极材料的产品形态丰富多样，能够满足下游产业的各种应用要求。天然石墨与人造石墨相互融合，可以调整材料的能量密度，同时减少生产开支，从而打造出更经济实惠的产品，这也是石墨类材料能够在行业大规模推广普及的关键因素。

硬碳负极材料现状

硬碳存在初始不可逆容量偏大、电压平台移动、体积能量密度不高、易与空气反应等缺点，这些因素阻碍了它作为锂离子电池负极材料的工业化进程。但最近几年，硬碳在钠离子电池领域展现出应用前景，国内相关企业正积极拓展硬碳的制造业务。

硅基负极材料应用

硅基负极材料现在大多用在耐久性要求不高的电子产品领域。硅碳负极材料起步比较早，它以三十纳米级别的纳米硅为原料，通过表面覆盖沥青并高温碳化，可以形成软碳层。这种材料制作费用不高，初始性能表现较好，不过电池在充放电时会明显膨胀，多次循环后的性能保持能力不强，海外一些做快充圆柱电池的企业是它的重要客户。

硅碳材料制备难题

从经济角度出发，2021年以前，采用研磨技术制备硅碳材料备受关注。理论上讲，将硅颗粒加工到20纳米以下并且避免聚集，可以解决硅负极的膨胀难题，但这已经超出了研磨工艺的能力范围，即便成功制造出20纳米以下的纳米硅，也很难确保其均匀分布，从而加大了后续碳包覆的挑战。如何精确调控纳米硅粉的形态和大小，同时压缩成本并达成大规模制造，是整个行业亟待攻克的关卡。

气相沉积硅前景

气相沉积硅的制作过程比较简单，需要的机器不多，按道理说花费也不大，所以很多人觉得这是生产硅基负极材料的最好办法。已经有一些产品经过国内几家电池厂试用，发现性能普遍有了很大改善，也吸引了不少有名的企业和基金来投资。但是，就算是在这个行业里做得比较好的公司，也没有办法大量生产，一年也就只能生产几百吨。现在硅基负极材料在市场上的使用比例还不高，不过投资界和客户方面已经为它的发展做好了准备。

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