在工业化的锂离子电池中，负极质量约占到电芯质量的15%～20%。石墨的理论比容量为372mAh/g，是常用负极材料，但是对电池能量密度的提高有限。硅负极的理论比容量高达4200mAh/g，是石墨容量的10倍多，成为高容量负极材料开发的热点。
为解决纯硅负极材料的体积膨胀和循环性差问题，一种方式是制备纳米硅材料，另一种是制备硅的复合材料，硅/碳或者硅氧复合材料。复合材料的优势在于各组分间发挥各自的优良性能以实现协同效应，降低其体积效应。
另外硅基负极材料在使用中与石墨负极进行混合使用，其添加量在5%～10%左右，在一定程度下又降低了体积效应，提高了循环寿命。特斯拉的电池中已经部分采用了硅碳负极，打开了硅碳负极在动力锂离子电池中应用的序幕，在应用过程中硅碳负极的工艺控制、使用比例、电解液成分的优化、电池结构的设计都要进行系统的研究，以满足动力锂离子电池的需求。
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