什么是锂电池“掺硅”？
要提升电池能量密度，电池的正极和负极材料的比容量（指单位质量或体积的电池或活性物质所能放出的电量）都需要提升。正极材料目前一般采用高镍，比如我们所说的NCM811电池，而负极采用石墨负极。
现在，硅基负极替代石墨负极的时刻即将来临。而且，随着特斯拉在量产的 Model 3上对硅碳负极的成功应用，这种示范作用，也使硅基负极迎来更为广阔的市场。
之所以选择硅做负极，是基于硅基负极材料的理论克容量是4200mAh/g，高于石墨负极10倍有余。这是硅基负极的优势所在。目前来看，有两种硅基负极材料。
一种是硅碳负极，即纳米硅和石墨掺混使用，理论克容量超过3000mAh/g，但实际刚超2000mAh/g；另一种是硅氧负极，氧化亚硅掺混石墨作为负极，大致克容量为1400-1800mAh/g。
应用方面，国内3C产品一般用到硅碳负极比较多。而动力电池方面，一般采用硅氧负极比较多。
实际上，研发硅材料以应用于锂电池负极始自上世纪90年代，直至2013、2014年才分别实现硅碳负极、硅氧负极的产业化。而松下是2017年批量应用于动力电池，供应特斯拉。
此外，三星、LG化学的硅基负极，目前主要应用于消费电池领域。日本GS汤浅的硅基负极材料锂电池，应用在三菱汽车上。两家还组建了合资公司。整体而言，硅基负极的真正产业化历程还很短。
但是，硅基材料最大的缺点，就是膨胀率高。硅负极充放电膨胀可达320%左右，而普通石墨仅为10%左右。电池在正常工作状态下极高的膨胀和收缩弹性频繁发生，电池的循环寿命将会缩减，微观结构就会坍塌。也就是说，虽然克容量提升，但是循环寿命却缩短了，有点得不偿失。
此外，硅基负极不仅应用难度大，目前能够量产的企业也不多。根据高工锂电的调研，目前国内只有贝特瑞能够大批量供货，并进入松下的供应链，间接供应特斯拉，目前产能约3000吨。
另外，国内还有翔丰华、硅宝科技、杉杉股份、中科电气等企业，已经建设了硅负极材料中试线，但多数仍处于前期技术验证阶段，尚未大批量生产。从这个情况来看，未来一段时间内，石墨负极材料仍然将是主流。
而从需求来说，根据高工产研锂电研究所(GGII)统计分析，当前市场需求主要集中在容量为420mAh/g、450mAh/g的两款硅基负极材料，更高克容量的硅基负极的应用市场还没成熟。毕竟，硅基负极制备工艺复杂，无标准化工艺，技术壁垒高（难度主要在于硅材料纳米化及与硅碳复合材料的制备工艺）。
此外，产量少，也就意味着单价高。根据国盛证券数据，最低端的硅基负极价格均在10万元以上。不过，新技术的诞生及应用也意味着新市场的打开。这是锂电池产业链企业的期望所在。
而从材料方面来讲，按照业内人士的说法，采用纳米硅以后，硅基负极电池能量密度可以提升5~10%。按照目前行业内每年锂电池能量密度的提升平均在2%左右来算，这5%能量密度提升非常不容易了。
在“掺硅”方面，ZL的竞争也在进行中。比如，华为近日公开了一份“硅碳复合材料及其制备方法和锂离子电池”的发明ZL。据称，采用该ZL提供的硅碳复合材料的电池循环500周容量保持率为80%。当然，还有更多的国内企业也在追赶中。
