固态电池硅碳负极的产业化突破与降本路径——访四川长虹新材料科技有限公司董事长高剑

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，中国粉体网邀请到了四川长虹新材料科技有限公司董事长、总经理高剑就锂电池负极材料技术路线及未来发展等一系列问题进行了探讨交流。

中国粉体网：高董，当前锂电池负极材料行业的市场格局、技术路线及未来发展趋势如何？

高董：当前锂电池市场，负极主要以石墨材料为主，但是受到未来电池高能量密度性能需求的影响，需要研发新型负极材料，因此多种新型负极材料都在被开发中，据我们评估，就实用性的角度而言，硅基负极材料是近年来可能逐步取代石墨成为高能量密度电池负极材料的选择。

中国粉体网：高董，请您从实用化与商品化角度分析一下硅基负极材料的性能优缺点？

高董：硅基负极材料的优点非常明显，具有高比容量，是高能量密度的锂电池所需要的材料，但是其缺点也非常明显，例如纯硅，嵌锂之后体积膨胀300%，膨胀率很高，达不到实用化的效果，所以早期有很多技术路线来进行改进。最先产业化的硅基负极材料是硅氧，即氧化亚硅材料，但是它也有短板，首次效率比较低，若想实现长循环寿命，需要加入锂或者镁，这样产品成本比较高。后期我们开始研究硅碳材料，即硅和碳复合的负极材料，改善了首次效率低等问题，硅的比容量会更高。从目前来看，其成本下降潜力显著优于硅氧负极材料。

中国粉体网：高董，您团队在硅基负极材料产业化方面取得了哪些关键突破？长虹新材料的硅基负极产品主要有哪些？具有哪些优势？

高董：目前我们主要在推硅碳材料这一技术路线，其制备方法有多种，如球磨法，这种方法制造出的材料性能不好，达不到实用化的要求，传统的球磨法无法把硅材料颗粒磨得太细，最多能磨到100nm，我们在此基础上开发了新的技术路线，可以把硅磨到40nm左右，极大地优化了它的性能，这是我们当前在做的第一个产品，现在已经形成规模销售；此外，我们继续在开发的技术路线和市场上的技术路线不完全相同，但是我们借鉴了其它路线的优缺点，避免其中的一些危险因素，比如流化床高温高压情况下设备的安全性问题，包括原料中用到的硅烷、甲烷等危险气体，我们都尽量的规避，并且产品的性能也比较好。

目前我们在市场上销售的产品主要有两种，第一款容量在1400~1500mAh/g之间，用到电池里面，极片压实密度较高，和石墨接近，大倍率性能比较好，在10C以上高倍率放电的场景下应用较好；第二款产品容量在1600~1700mAh/g之间，这款产品的主要特色是使用以后体积膨胀率比前面这款产品降得更低，接近CVD技术生产出的产品水平；此外我们还在开发第三款产品，结合上述两种产品的优点，将容量提升到2000mAh/g，在做到高压实密度的同时，进一步降低体积膨胀率，该款产品研发目前已取得重要进展，预计在年底推出。

中国粉体网：高董，当前硅碳负极材料在固态电池中的实际应用进展如何？主要面临哪些技术瓶颈？

高董：硅碳负极材料主要是取代一部分石墨进行应用，其应用场景很多，在数码领域、动力电池领域、储能电池领域要求各不相同。目前硅基负极材料在数码领域和动力电池领域逐步得以应用，且用量越来越大，但是在电动汽车和储能领域，几乎还没有开始应用。主要原因有两方面，一是成本较高，导致出厂售价较高，其与石墨相比，电池循环寿命不足，在电池的全生命周期中看，其整体成本比较高；第二方面就是锂电池的应用涉及到安全性问题，硅基负极材料在大电池中的应用无法做到像石墨负极材料一样的稳定性，因此需要进一步的技术攻关。

总之硅基负极材料的发展仍然需要时间，其整个技术工艺刚刚起步，产业化应用刚刚开始，此外，无论是对于材料企业还是整个行业来说，其规模化没有实现，因此成本相对较高。

中国粉体网：高董，硅基负极材料制备技术主要有哪些？长虹新材料是使用的哪种制备技术？

高董：当前行业内主要有两种技术，一是球磨法，二是气相沉积法，用硅烷做原料，气相沉积到多孔碳上进行复合。我们主要开发的是和传统情况不一样的新型路线，结合各个路线的优缺点制备硅基负极材料。

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