中国粉体网讯  近年来，高性能负极材料成为目前锂离子电池的研究热点之一，硅基负极材料更是因其理论比容量远超石墨负极，成为行业突破能量密度瓶颈的核心方向。2025年6月24-25日，由中国粉体网主办的第二届硅基负极材料技术与产业高峰论坛暨2025CVD硅碳负极材料前沿技术论坛在安徽合肥举办。在此期间，中国粉体网采访到了天津师范大学张波研究员，就硅基负极材料产业化等一系列问题进行了探讨交流。

中国粉体网：张老师，您对石墨负极以及硅基负极都有深入研究，请您介绍一下这两种负极材料的优缺点。

张老师：石墨负极已经商业化很多年，其性能比较稳定、成本较低，是一种非常好的材料。但是石墨负极也存在一些问题，就是整体的容量偏低，只有372mAh/g。而硅材料的理论容量是4200mAh/g，高于石墨材料将近10倍，所以引入硅基材料是很有必要的。

那么硅基材料怎么进入产业化呢？它的高容量也会带来其他问题，比如说膨胀问题、循环问题，所以需要通过技术改进去提升性能，从而让硅基负极实现产业化。

中国粉体网：张老师，硅基负极主要分为硅碳、硅氧两个方向，请您介绍一下这两个方向的研究进展情况。

张老师：硅氧材料，实际上最早是从日本信越化学引入的氧化亚硅。硅氧材料的内部是纳米结构——纳米硅和纳米二氧化硅混排的结构，二氧化硅会生成硅酸锂，从而缓解自身体积膨胀。硅氧材料的循环性能比较好，通过碳包覆就可以实现产业化，并且硅氧材料实现产业化已经十几年。

硅碳材料目前主要分两种路线，一种是采用砂磨工艺或者其他的物理法制备的纳米硅，再进行碳包覆；另一种是目前比较火热的，用气相沉积法（CVD）硅烷沉积制备的硅碳材料。

从结构来说，CVD沉积硅碳材料的结构是最理想的，硅是5纳米以下的材料结构。但是这种材料在产业化过程中会面临很多问题，一是，硅烷是一种特殊的气体，易燃易爆，它载体是多孔碳结构，非常复杂，硅烷本身以及其分解产生的副产物氢气危险性都非常高，所以CVD沉积硅碳材料的产业化过程中，会面临很多的安全问题。另外还有成本问题以及设备问题，之前没有专业的设备去开发这种材料，所以设备的放大过程也需要时间。

中国粉体网：张老师，我刚才和另外一位老师进行了探讨，当下硅碳负极材料的产业化，他认为CVD法最有可能是实现产业化的一种技术，您是不是也这样认为呢？

张老师：我不这样认为，我认为目前整个行业，尤其国内的行业，对于CVD非常的推崇，就是大家认为CVD应该是一个终极路线。在我看来，硅碳的两种技术路线发展类似于磷酸铁锂和三元材料的正极材料，人造石墨和天然石墨的负极材料的技术路线发展。

前些年，磷酸铁锂在市场上已经很难生存，因为它面临着很多的问题，包括容量低、低温性能差等，但是随着技术的进步，目前磷酸铁锂的市场占比急剧上升，在整个乘用车领域，磷酸铁锂的份额占比非常大。

天然石墨和人造石墨，目前，人造石墨在动力电池领域份额占比非常大，但实际上天然石墨通过国内外大型企业的开发、技术的改进，使它在动力电池领域有很好的应用前景。

所以，我的观点是无论CVD硅碳和纳米硅，哪种材料在未来实现产业化，都要取决于它的成本，取决于市场的细分，不是说一个路线取代另外一个路线，应该是根据市场的细分需求，共存的多种路线共同发展。而且纳米硅，它具有降本的空间，未来在成本上具有优势，所以，如果通过技术的进步使纳米硅在性能上追赶CVD硅碳，那么它未来的发展前景将会非常好。

中国粉体网：张老师，CVD法制备硅碳负极有哪些优缺点？

张老师：优点：CVD法工艺路线制备的材料结构非常理想，是将纳米尺度的硅嵌入到碳中，这种材料从循环、膨胀等各方面都非常优异。

缺点：CVD法工艺具有特殊性，存在安全问题、设备放大问题、成本控制问题，所以未来产业化会面临非常严重的挑战。

中国粉体网：张老师，目前纳米硅及硅碳负极材料的产业化情况如何？

张老师：通过砂磨法制备的第一代纳米硅，通过测试发现，从各方面都不能满足电池的需求。从目前的研究情况来说，研磨法制备纳米硅和硅碳也是技术含量非常高的。以前制备的纳米硅碳存在分散等问题，我认为是因为很多深入的问题没有研究透，而目前我们在做的产业化的纳米硅和硅碳，从国内外的测试结果来看，性能非常好。目前，纳米硅材料的发展并没有达到初期预想的结果，所以一定要进行深入研究。同时因为我国的光伏资源非常丰富，纳米硅的原料基本上是来源于光伏，原料价格低廉，所以纳米硅材料未来的降本空间将会非常大。

CVD硅碳材料的性能非常好，但是因为原料的特殊性，在未来会面临一些挑战。

总的来说，这两种材料都有很大的发展空间。

中国粉体网：张老师，您认为硅碳负极材料的前景如何？

张老师：我认为硅碳负极材料具有非常好的发展前景，因为前面讲过石墨负极已经达到了接近于理论容量，而目前锂电池的应用领域都要求高能量化，所以从容量方面来说必须要引入硅碳。硅碳负极材料无论哪种路线，只要能够满足电池的性能，那么它未来的前景就一定会非常好。