硅碳負極，一個在學術界被研究了四十年、卻遲遲無法大規模落地的材料，正在迎來屬于它的歷史窗口期。數據顯示，2025年全球負極材料產量約300萬噸，其中硅基材料僅有9萬噸。值得注意的是，今年硅負極材料產量預計將驟增至39萬噸。

　　電池中國從國內某頭部企業了解到，2025年該公司硅負極材料總銷量約1000噸，而今年其月出貨量已經維持在400-500噸，2026年預計較2025年增長5-6倍。

　　過去，硅負極材料主要應用在電動工具等小動力和消費電子領域。2026年，高端新能源汽車，以及eVTOL和具身智能等場景，有望成為硅負極更具前景的增量市場。

　　從四十年前硅負極材料被提出，到近年來硅負極才在一些場景小規模應用;同時，車載電池導入硅負極近年來呼聲高漲，那么硅負極材料的研發到底進行到了哪一步?一直以來未大規模產業化的主要障礙有哪些?

　　日前，電池中國與高容納米創始人蔣玉雄展開了一場深度對話。

　　蔣玉雄師從中國著名物理化學家田中群院士，從2008年就開始專注硅負極材料的研發與生產，更曾在國內外多家電池和材料頭部企業工作過，專注鋰電高容量負極材料的研發與產業化。

　　2019年，蔣玉雄創辦廈門高容納米新材料科技有限公司。從英國實驗室到寧德新能源，再到自主創業，蔣玉雄歷經近二十年的深耕，押注的正是這個長坡厚雪的賽道。他相信，硅負極大規模產業化的臨界點已經來臨，而高容納米已經做好準備。

01

時代風口

硅碳負極的機會在“十五五”到來

　　每一輪材料革命的背后，都有一次需求端的劇烈躍遷。

　　以eVTOL、無人機為代表的低空飛行器、具身智能被列入“十五五”未來產業規劃，其中低空產業還被列入“‘十五五’戰略性新興支柱產業”。

　　“低空飛行器、具身機器人、無人機這些新興場景，對鋰離子電池的能量密度要求越來越高。”在蔣玉雄看來，“這不是一個漸進式的提升，是一個質變的要求。”

　　石墨負極的理論能量密度上限僅在372 mAh/g 左右，實際產品多在 350 mAh/g 附近徘徊。傳統石墨材料的局限性已日益凸顯。

　　eVTOL、無人機，對電池性能提出了極高要求。無論是純電動還是混動構型，能量密度至少需要達到300 Wh/kg 以上，才能滿足實用化的飛行需求。“這一指標，石墨負極體系已無力支撐，而硅碳材料則是跨越這一門檻的關鍵所在。”蔣玉雄指出。

　　電池技術的迭代，是推動硅負極加速產業化的另一驅動力所在。

　　目前，多家企業在2026年發布了固液混合電池，同時還有部分電池企業和主機廠，計劃在2027年~2030年推動固態電池裝車。

　　無論是固液混合電池，還是全固態電池，要實現高能量密度目標，除了正極材料的革新，負極也逐漸向硅負極傾斜。

　　應用端的變化也已經顯露這一跡象。據了解，在一些高端場景，2025年電芯負極材料中硅碳的添加比例不到5%，但是2026年部分場景石墨加硅，硅的比例已經達到20%。

　　“此外，目前業內大多數全固態電池廠商，也普遍選擇硅碳材料作為負極方案。”蔣玉雄告訴電池中國，納米硅產品容量區間極寬，該公司已經開發覆蓋380 mAh/g 到 3000 mAh/g的硅負極材料，這也表明硅負極材料在應用場景上，會比石墨想象空間大得足夠多。

　　據蔣玉雄預測，預計到2030年，硅負極材料產量將達338萬噸，在整個負極材料體系中的占比將超過30%，“未來幾年硅基負極市場規模可達千億元。”

02

四十年懸案

硅碳負極為何難以產業化?

　　硅碳負極并不是一個新鮮的概念。

　　早在上世紀八十年代，學術界就已經開始研究硅基材料作為鋰電池負極的可能性。大家知道它理論容量極高，但“做成熟”這件事，卻遲到了四十年。

　　“它的難點，說起來其實挺簡單的——怎么克服硅在充放電過程中的膨脹。”蔣玉雄解釋道，硅在充放電循環中會發生約300%的體積膨脹與收縮，這種劇烈的形變會導致材料“粉化”，循環性能迅速劣化。

　　解決思路其實各家都清楚：納米化，然后穩定化。把硅做到納米尺寸，再通過包覆層、緩沖結構把它“保護”起來。問題在于，納米級別的硅顆粒活性極強，極易團聚，如何讓它在反復膨脹收縮中保持結構穩定，是一道極其精細的工程難題。

　　目前市場上主要有兩條技術路線：砂磨硅(納米硅路線)和氣相硅路線，前者通過機械研磨將硅顆粒做小后再包覆，后者通過化學氣相沉積等方式和預先構建骨架結構來預留緩沖空間。

　　兩者在底層邏輯上一致——“把硅做小，做穩定”，但在微觀結構的設計和工藝實現上，卻各有側重和壁壘。

　　“說起來很簡單，但你要把微米層次和納米層次的結構同時做好、做穩定，這其實是非常難的。”蔣玉雄說，“體積膨脹那么大，隨時可能把結構撐破，材料性能就會劣化。”

　　就是在攻克這一難題的漫長過程中，硅碳負極的產業化被拖延了數十年，尤其是納米硅這一路線，業內甚至認為這條路線是不可行的。但蔣玉雄認為，臨界點已經到來了，“傳統的納米硅，粒徑尺寸小于150納米就可以不粉化，我們自研的納米硅材料可以做到30~40納米，基本不粉化，同時配合保護劑、分層緩沖劑，在行業已經打通這一技術路徑。”

03

高容納米兩張王牌背后

技術和核心設備自研

　　經過多年研發積累，高容納米目前形成了兩條產品線——納米硅碳產品和氣相硅碳產品。

　　據蔣玉雄介紹，該公司自研的納米硅碳產品，克容量接近1600 mAh/g，首次效率可達90%以上。這一數據放在整個行業來看，相較于傳統石墨負極(約360 mAh/g)，已經實現了四倍以上的能量密度提升。更關鍵的是，高容納米在納米硅碳產品中實現了良好的循環一致性和穩定性——這正是車企最看重的核心指標。

　　高容納米氣相硅碳產品克容量做到了1800~2200 mAh/g之間，是更高能量密度的選擇。

　　兩款可產業化硅負極王牌產品落地背后，是高容納米從技術到裝備的自研能力。

　　氣相硅方面，在氣相法硅碳材料關鍵工藝流程上，高容納米自研&聯合生產碳骨架，自研碳基材造孔技術，0.3~2nm微孔占比>89%;同時，該公司與先進半導體設備廠商共同研發設計，開發出100kg-500kg級高效高安全性CVD流化床設備，從而保證了產品的良率、連續性和可靠性。

　　在納米硅方面，高容納米獨創微納結構硅碳制備專利技術，有效解決硅失效問題，延長使用壽命，特別是結構強度、循環性能做到行業領先。

　　在制造上，高容納米的納米硅采用低成本工藝路線，原材料便宜，易規模化生產，大規模生產純品的成本，低于同等當量石墨負極價格。

　　更值得一提的是，高容納米作為業內極少數同時擁有兩種硅碳生產工藝的企業，能夠將兩種產品按比例混合使用，讓客戶在性能與成本之間找到平衡，穩步推進負極材料的迭代和差異化匹配。

　　固態電池方面，針對界面不穩定、內阻大，且與活性材料兼容性不好等痛點。高容納米根據固態電解質特性，通過對硅碳負極顆粒進行界面修飾，緩解固固界面問題，固態電解質用量可減少50%以上，可有效降低固態電池的制造成本，同時較好地解決了漿料分散難導致電池內阻大等問題。

04

經濟性的轉折點

或許就在明后年

　　性能突破是入場券，但產業化的終極考驗是成本。

　　在這個問題上，蔣玉雄顯得相當樂觀。邏輯是這樣的：衡量負極材料經濟性的關鍵指標，不應只看每克多少錢，而應看每mAh克容量的成本。如果硅碳負極的克容量是石墨的4到5倍，那么即便單價更高，折算下來的“容量成本”也可能比石墨更低。

　　“我覺得很快，非常快。明年后年，硅負極每mAh克容量價格上就可能跟石墨持平，甚至比石墨更低。”蔣玉雄對電池中國表示。

　　實現這一目標的前提，是規模化。蔣玉雄坦言，目前制約硅碳負極成本下降的核心因素，是產量規模還不夠大。

　　據蔣玉雄透露，高容納米已經在廈門翔安布局了千噸級的納米硅和氣相硅的產能，同時該公司近期規劃總投資10.5億元，布局1萬噸/年硅基負極材料純品產能，以及3萬噸/年硅碳負極材料復合品產能。

　　“隨著產能的持續釋放，以及下游應用需求的持續放量，成本曲線將顯著下降。”

　　結語>>>

　　每一種新材料的導入與驗證，往往都會面臨著一系列的質疑和包容度。硅負極作為活性比較強的負極材料更不例外。

　　在對話尾聲，蔣玉雄的語氣從技術層面轉向了更宏觀的產業思考。

　　“新材料的導入，其實是非常辛苦的。”蔣玉雄說，“不管是硅碳，還是正極側的富鋰錳基，都需要整個產業鏈——電池廠、車企、消費者，給它更多的包容。”

　　他的邏輯是：新材料在初期，必然存在一些不完善的地方。只有大家真正愿意去用它、在使用中發現問題，才能推動工程師去改進，最終形成一個被市場接受的成熟產品。如果產業鏈上下游都在觀望，等待“完美材料”的出現，那反而會讓這個進程無限延期;更有可能是被海外企業超越。