矽碳負極和矽氧負極結合了碳材料的高導電性和穩定性的優點與矽材料的高比容量的優點。
目前負極材料主要以石墨化碳材料為主。
石墨是目前應用最廣泛的鋰離子電池負極材料,其實際比容量已接近372mAh/g的理論比容量極限。 進一步提升空間有限,不足以滿足未來動力電池高能量密度要求。
硅基負極材料在比容量方面比石墨負極具有巨大優勢。 理論比容量高達4200 mAh/g,約為石墨負極的10倍。 同時具有較低的鋰脫嵌電位(~0.4V,略高於石墨),可避免充電時鋰在表面析出的現象,安全性能優於石墨負極 材料。
但目前硅碳負極工藝尚不成熟,效率低、首周體積膨脹等問題無法解決,尚未滿足量產要求。 目前,企業大多在石墨負極材料中使用少量硅碳材料進行改性。
隨著動力電池能量密度要求越來越高,硅碳負極有望成為最有發展前景的下一代負極材料,高鎳三元材料體系有望成為發展趨勢。