郑洪河、黄云辉教授及其团队产学研合作的结晶：锂离子电池硅基负极材料

随着新能源产业的高速发展，锂离子电池已经渗透到工业、农业、国防、航空和军事等许多领域。伴随动力汽车、储能技术和低碳经济的飞速发展，高比能电池已经成为当前新能源产业发展的重要支柱。硅负极材料以其高比容量（理论比容量高达 4200mAh/g ）、适中的电位平台和资源丰富等优势，成为高比能锂离子电池和未来固态锂离子电池的首选负极材料，可以预见，硅负极的导入将为锂离子电池产业的发展带来新的契机。

硅基负极材料的发展历程

硅材料已经在光伏、半导体和通信等领域取得巨大的成功，但在锂离子电池产业中的应用却是刚刚起步，这是因为硅材料在锂化过程中存在巨大的体积效应和由此产生的结构破坏和界面破裂等一系列突出的问题。经过 20 多年的发展，硅基负极材料用于锂离子电池逐渐形成了几条不同的产业路线，材料的制备和应用技术正在趋于成熟，预计 2030 年硅负极的市场份额将超过 20 万吨，具有广阔的发展前景。

苏州大学郑洪河教授和华中科技大学黄云辉教授团队于2005年前后开始研究锂离子电池硅负极材料，他们先后从硅负极材料的制备方法、优化技术和硅碳复合等方面入手，深入研究硅负极电解液、粘结剂、导电剂、人工界面和预锂化等不同的领域和方向，发展了基于自有技术的硅负极材料和功能性电解液等产品，打通了从基础研究到产业应用的障碍，对硅负极材料及其电极体系有独到的理解。《锂离子电池硅基负极材料》这部著作，基于他们多年来的工作积累，其出版将有力地推动该领域的科学发展和产业进步。

孙学良
中国工程院外籍院士
加拿大皇家科学院院士
2025 年6 月

《锂离子电池硅基负极材料》是著者及其团队20年来在锂离子电池硅基负极材料及其电池体系方面的研究工作总结，系统介绍锂离子电池硅负极材料及其电池体系近年来发展的新理论、新概念和新方法。主要内容包括硅基负极材料的发展现状、制备方法与硅碳复合技术、硅负极容量衰退机理、硅负极电解液与人工界面技术、硅负极粘结剂技术、硅负极预锂化技术和硅基全电池设计等。本书从硅材料的结构、设计、形貌、状态和空间限域等多方面阐述高性能硅基负极材料的基本特征，进一步从电解液、粘结剂、人工界面和预锂化等多方面论述硅负极优化方向和技术路线，阐明高性能硅基全电池的制备工艺等。

锂离子电池硅基负极材料

郑洪河 黄云辉 等 著

北京 : 科学出版社, 2026. 1

ISBN 978-7-03-084375- 3

本书共分 10 章，第 1 章介绍硅基负极材料的基本知识、国内外研究现状和产业现状，第 2 章介绍不同硅负极材料和主要制备方法，第 3 章介绍氧化亚硅负极材料与制备方法，第 4 章介绍硅碳复合材料与制备技术，第 5 章介绍硅负极容量衰退的主要机制，第 6 章介绍硅负极电解液与优化方法，第 7 章介绍硅负极人工界面技术，第 8 章介绍硅负极粘结剂与优化方法，第 9 章介绍硅负极的预锂化技术，第 10 章介绍硅基全电池技术与硅基电池新范式等，是硅负极材料与相关电池体系的系统之作。

郑洪河教授、黄云辉教授及其团队在硅负极材料制备与优化、硅负极失效机制、电解液、人工界面、粘结剂和预锂化等方面提出了许多独到的见解和分析，形成了系统的知识体系，有助于推动硅基负极材料的科学发展和产业进步。

本书也是产学研合作的重要结晶，著者团队与江苏华盛锂电材料股份有限公司建立了长久稳定的合作关系， 2012 年共同建立了苏州大学 - 华盛能源材料研究院， 2019 年双方共同成立了苏州华赢新能源材料科技有限公司，得到了江苏华盛锂电材料股份有限公司董事长沈锦良先生和总经理沈鸣先生、华盛联赢新能源材料有限公司总经理沈刚先生等的大力支持！近年来，我们一起在硅负极、石墨负极和电解液、粘结剂等的开发和产业化方面开展了大量研究工作，一些重要产品已在华盛联赢新能源材料有限公司实现了产业化，成为产学研合作的成功范例。

2010 年以来，相关研究工作先后得到宁德时代新能源科技股份有限公司、江苏中兴派能电池有限公司、江苏道赢科技有限公司、深圳新宙邦科技股份有限公司、四川长虹新能源科技股份有限公司（长虹三杰）、法国阿科玛公司（苏州常熟）、无锡金杨新材料股份有限公司、威格科技（苏州）股份有限公司、浙江明磊锂能源科技股份有限公司、湖州金灿新能源科技有限公司和深圳欣旺达电子股份有限公司等的支持，在一些关键科学和技术问题方面与这些重要企业进行了合作与交流！

本书的主要研究工作是在国家重点研发计划项目（2022YFB3803500、2015AA034601），国家自然科学基金面上项目（22179090、21875154、22479103、22279085、21473120、51272168、21073129），江苏省产学研创新基金（BY2013030-02），江苏省优秀青年基金项目（BK20230067）等的资助下完成的，在此表示真诚的感谢！

本文摘编自《锂离子电池硅基负极材料》（郑洪河 黄云辉 等 著. 北京 : 科学出版社, 2026. 1）一书“前言”“序”，有删减修改，标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-084375-3

责任编辑：张淑晓

本书可供从事锂离子电池和相关材料研究、生产与应用的科学工作者参考，可作为电池生产企业和电池材料生产企业研发人员、技术人员的培训教材，也可作为高等院校、科研院所相关专业的青年教师、研究生和本科生的教学用书或教学参考书。

（本文编辑：刘四旦）

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