隨著新能源產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，鋰離子電池已經(jīng)滲透到工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、航空和軍事等許多領(lǐng)域。伴隨動力汽車、儲能技術(shù)和低碳經(jīng)濟的飛速發(fā)展，高比能電池已經(jīng)成為當前新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支柱。硅負極材料以其高比容量（理論比容量高達 4200mAh/g ）、適中的電位平臺和資源豐富等優(yōu)勢，成為高比能鋰離子電池和未來固態(tài)鋰離子電池的首選負極材料，可以預見，硅負極的導入將為鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來新的契機。

硅基負極材料的發(fā)展歷程

硅材料已經(jīng)在光伏、半導體和通信等領(lǐng)域取得巨大的成功，但在鋰離子電池產(chǎn)業(yè)中的應用卻是剛剛起步，這是因為硅材料在鋰化過程中存在巨大的體積效應和由此產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)破壞和界面破裂等一系列突出的問題。經(jīng)過 20 多年的發(fā)展，硅基負極材料用于鋰離子電池逐漸形成了幾條不同的產(chǎn)業(yè)路線，材料的制備和應用技術(shù)正在趨于成熟，預計 2030 年硅負極的市場份額將超過 20 萬噸，具有廣闊的發(fā)展前景。

蘇州大學鄭洪河教授和華中科技大學黃云輝教授團隊于2005年前后開始研究鋰離子電池硅負極材料，他們先后從硅負極材料的制備方法、優(yōu)化技術(shù)和硅碳復合等方面入手，深入研究硅負極電解液、粘結(jié)劑、導電劑、人工界面和預鋰化等不同的領(lǐng)域和方向，發(fā)展了基于自有技術(shù)的硅負極材料和功能性電解液等產(chǎn)品，打通了從基礎(chǔ)研究到產(chǎn)業(yè)應用的障礙，對硅負極材料及其電極體系有獨到的理解。《鋰離子電池硅基負極材料》這部著作，基于他們多年來的工作積累，其出版將有力地推動該領(lǐng)域的科學發(fā)展和產(chǎn)業(yè)進步。

孫學良
中國工程院外籍院士
加拿大皇家科學院院士
2025 年6 月

《鋰離子電池硅基負極材料》是著者及其團隊20年來在鋰離子電池硅基負極材料及其電池體系方面的研究工作總結(jié)，系統(tǒng)介紹鋰離子電池硅負極材料及其電池體系近年來發(fā)展的新理論、新概念和新方法。主要內(nèi)容包括硅基負極材料的發(fā)展現(xiàn)狀、制備方法與硅碳復合技術(shù)、硅負極容量衰退機理、硅負極電解液與人工界面技術(shù)、硅負極粘結(jié)劑技術(shù)、硅負極預鋰化技術(shù)和硅基全電池設(shè)計等。本書從硅材料的結(jié)構(gòu)、設(shè)計、形貌、狀態(tài)和空間限域等多方面闡述高性能硅基負極材料的基本特征，進一步從電解液、粘結(jié)劑、人工界面和預鋰化等多方面論述硅負極優(yōu)化方向和技術(shù)路線，闡明高性能硅基全電池的制備工藝等。

鋰離子電池硅基負極材料

鄭洪河 黃云輝 等 著

北京 : 科學出版社, 2026. 1

ISBN 978-7-03-084375- 3

本書共分 10 章，第 1 章介紹硅基負極材料的基本知識、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，第 2 章介紹不同硅負極材料和主要制備方法，第 3 章介紹氧化亞硅負極材料與制備方法，第 4 章介紹硅碳復合材料與制備技術(shù)，第 5 章介紹硅負極容量衰退的主要機制，第 6 章介紹硅負極電解液與優(yōu)化方法，第 7 章介紹硅負極人工界面技術(shù)，第 8 章介紹硅負極粘結(jié)劑與優(yōu)化方法，第 9 章介紹硅負極的預鋰化技術(shù)，第 10 章介紹硅基全電池技術(shù)與硅基電池新范式等，是硅負極材料與相關(guān)電池體系的系統(tǒng)之作。

鄭洪河教授、黃云輝教授及其團隊在硅負極材料制備與優(yōu)化、硅負極失效機制、電解液、人工界面、粘結(jié)劑和預鋰化等方面提出了許多獨到的見解和分析，形成了系統(tǒng)的知識體系，有助于推動硅基負極材料的科學發(fā)展和產(chǎn)業(yè)進步。

本書也是產(chǎn)學研合作的重要結(jié)晶，著者團隊與江蘇華盛鋰電材料股份有限公司建立了長久穩(wěn)定的合作關(guān)系， 2012 年共同建立了蘇州大學 - 華盛能源材料研究院， 2019 年雙方共同成立了蘇州華贏新能源材料科技有限公司，得到了江蘇華盛鋰電材料股份有限公司董事長沈錦良先生和總經(jīng)理沈鳴先生、華盛聯(lián)贏新能源材料有限公司總經(jīng)理沈剛先生等的大力支持！近年來，我們一起在硅負極、石墨負極和電解液、粘結(jié)劑等的開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面開展了大量研究工作，一些重要產(chǎn)品已在華盛聯(lián)贏新能源材料有限公司實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，成為產(chǎn)學研合作的成功范例。

2010 年以來，相關(guān)研究工作先后得到寧德時代新能源科技股份有限公司、江蘇中興派能電池有限公司、江蘇道贏科技有限公司、深圳新宙邦科技股份有限公司、四川長虹新能源科技股份有限公司（長虹三杰）、法國阿科瑪公司（蘇州常熟）、無錫金楊新材料股份有限公司、威格科技（蘇州）股份有限公司、浙江明磊鋰能源科技股份有限公司、湖州金燦新能源科技有限公司和深圳欣旺達電子股份有限公司等的支持，在一些關(guān)鍵科學和技術(shù)問題方面與這些重要企業(yè)進行了合作與交流！

本書的主要研究工作是在國家重點研發(fā)計劃項目（2022YFB3803500、2015AA034601），國家自然科學基金面上項目（22179090、21875154、22479103、22279085、21473120、51272168、21073129），江蘇省產(chǎn)學研創(chuàng)新基金（BY2013030-02），江蘇省優(yōu)秀青年基金項目（BK20230067）等的資助下完成的，在此表示真誠的感謝！

本文摘編自《鋰離子電池硅基負極材料》（鄭洪河 黃云輝 等 著. 北京 : 科學出版社, 2026. 1）一書“前言”“序”，有刪減修改，標題為編者所加。

ISBN 978-7-03-084375-3

責任編輯：張淑曉

本書可供從事鋰離子電池和相關(guān)材料研究、生產(chǎn)與應用的科學工作者參考，可作為電池生產(chǎn)企業(yè)和電池材料生產(chǎn)企業(yè)研發(fā)人員、技術(shù)人員的培訓教材，也可作為高等院校、科研院所相關(guān)專業(yè)的青年教師、研究生和本科生的教學用書或教學參考書。

（本文編輯：劉四旦）

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