硅碳负极，一个在学术界被研究了四十年、却迟迟无法大规模落地的材料，正在迎来属于它的历史窗口期。数据显示，2025年全球负极材料产量约300万吨，其中硅基材料仅有9万吨。值得注意的是，今年硅负极材料产量预计将骤增至39万吨。

　　电池中国从国内某头部企业了解到，2025年该公司硅负极材料总销量约1000吨，而今年其月出货量已经维持在400-500吨，2026年预计较2025年增长5-6倍。

　　过去，硅负极材料主要应用在电动工具等小动力和消费电子领域。2026年，高端新能源汽车，以及eVTOL和具身智能等场景，有望成为硅负极更具前景的增量市场。

　　从四十年前硅负极材料被提出，到近年来硅负极才在一些场景小规模应用;同时，车载电池导入硅负极近年来呼声高涨，那么硅负极材料的研发到底进行到了哪一步?一直以来未大规模产业化的主要障碍有哪些?

　　日前，电池中国与高容纳米创始人蒋玉雄展开了一场深度对话。

　　蒋玉雄师从中国著名物理化学家田中群院士，从2008年就开始专注硅负极材料的研发与生产，更曾在国内外多家电池和材料头部企业工作过，专注锂电高容量负极材料的研发与产业化。

　　2019年，蒋玉雄创办厦门高容纳米新材料科技有限公司。从英国实验室到宁德新能源，再到自主创业，蒋玉雄历经近二十年的深耕，押注的正是这个长坡厚雪的赛道。他相信，硅负极大规模产业化的临界点已经来临，而高容纳米已经做好准备。

01

时代风口

硅碳负极的机会在“十五五”到来

　　每一轮材料革命的背后，都有一次需求端的剧烈跃迁。

　　以eVTOL、无人机为代表的低空飞行器、具身智能被列入“十五五”未来产业规划，其中低空产业还被列入“‘十五五’战略性新兴支柱产业”。

　　“低空飞行器、具身机器人、无人机这些新兴场景，对锂离子电池的能量密度要求越来越高。”在蒋玉雄看来，“这不是一个渐进式的提升，是一个质变的要求。”

　　石墨负极的理论能量密度上限仅在372 mAh/g 左右，实际产品多在 350 mAh/g 附近徘徊。传统石墨材料的局限性已日益凸显。

　　eVTOL、无人机，对电池性能提出了极高要求。无论是纯电动还是混动构型，能量密度至少需要达到300 Wh/kg 以上，才能满足实用化的飞行需求。“这一指标，石墨负极体系已无力支撑，而硅碳材料则是跨越这一门槛的关键所在。”蒋玉雄指出。

　　电池技术的迭代，是推动硅负极加速产业化的另一驱动力所在。

　　目前，多家企业在2026年发布了固液混合电池，同时还有部分电池企业和主机厂，计划在2027年~2030年推动固态电池装车。

　　无论是固液混合电池，还是全固态电池，要实现高能量密度目标，除了正极材料的革新，负极也逐渐向硅负极倾斜。

　　应用端的变化也已经显露这一迹象。据了解，在一些高端场景，2025年电芯负极材料中硅碳的添加比例不到5%，但是2026年部分场景石墨加硅，硅的比例已经达到20%。

　　“此外，目前业内大多数全固态电池厂商，也普遍选择硅碳材料作为负极方案。”蒋玉雄告诉电池中国，纳米硅产品容量区间极宽，该公司已经开发覆盖380 mAh/g 到 3000 mAh/g的硅负极材料，这也表明硅负极材料在应用场景上，会比石墨想象空间大得足够多。

　　据蒋玉雄预测，预计到2030年，硅负极材料产量将达338万吨，在整个负极材料体系中的占比将超过30%，“未来几年硅基负极市场规模可达千亿元。”

02

四十年悬案

硅碳负极为何难以产业化?

　　硅碳负极并不是一个新鲜的概念。

　　早在上世纪八十年代，学术界就已经开始研究硅基材料作为锂电池负极的可能性。大家知道它理论容量极高，但“做成熟”这件事，却迟到了四十年。

　　“它的难点，说起来其实挺简单的——怎么克服硅在充放电过程中的膨胀。”蒋玉雄解释道，硅在充放电循环中会发生约300%的体积膨胀与收缩，这种剧烈的形变会导致材料“粉化”，循环性能迅速劣化。

　　解决思路其实各家都清楚：纳米化，然后稳定化。把硅做到纳米尺寸，再通过包覆层、缓冲结构把它“保护”起来。问题在于，纳米级别的硅颗粒活性极强，极易团聚，如何让它在反复膨胀收缩中保持结构稳定，是一道极其精细的工程难题。

　　目前市场上主要有两条技术路线：砂磨硅(纳米硅路线)和气相硅路线，前者通过机械研磨将硅颗粒做小后再包覆，后者通过化学气相沉积等方式和预先构建骨架结构来预留缓冲空间。

　　两者在底层逻辑上一致——“把硅做小，做稳定”，但在微观结构的设计和工艺实现上，却各有侧重和壁垒。

　　“说起来很简单，但你要把微米层次和纳米层次的结构同时做好、做稳定，这其实是非常难的。”蒋玉雄说，“体积膨胀那么大，随时可能把结构撑破，材料性能就会劣化。”

　　就是在攻克这一难题的漫长过程中，硅碳负极的产业化被拖延了数十年，尤其是纳米硅这一路线，业内甚至认为这条路线是不可行的。但蒋玉雄认为，临界点已经到来了，“传统的纳米硅，粒径尺寸小于150纳米就可以不粉化，我们自研的纳米硅材料可以做到30~40纳米，基本不粉化，同时配合保护剂、分层缓冲剂，在行业已经打通这一技术路径。”

03

高容纳米两张王牌背后

技术和核心设备自研

　　经过多年研发积累，高容纳米目前形成了两条产品线——纳米硅碳产品和气相硅碳产品。

　　据蒋玉雄介绍，该公司自研的纳米硅碳产品，克容量接近1600 mAh/g，首次效率可达90%以上。这一数据放在整个行业来看，相较于传统石墨负极(约360 mAh/g)，已经实现了四倍以上的能量密度提升。更关键的是，高容纳米在纳米硅碳产品中实现了良好的循环一致性和稳定性——这正是车企最看重的核心指标。

　　高容纳米气相硅碳产品克容量做到了1800~2200 mAh/g之间，是更高能量密度的选择。

　　两款可产业化硅负极王牌产品落地背后，是高容纳米从技术到装备的自研能力。

　　气相硅方面，在气相法硅碳材料关键工艺流程上，高容纳米自研&联合生产碳骨架，自研碳基材造孔技术，0.3~2nm微孔占比>89%;同时，该公司与先进半导体设备厂商共同研发设计，开发出100kg-500kg级高效高安全性CVD流化床设备，从而保证了产品的良率、连续性和可靠性。

　　在纳米硅方面，高容纳米独创微纳结构硅碳制备专利技术，有效解决硅失效问题，延长使用寿命，特别是结构强度、循环性能做到行业领先。

　　在制造上，高容纳米的纳米硅采用低成本工艺路线，原材料便宜，易规模化生产，大规模生产纯品的成本，低于同等当量石墨负极价格。

　　更值得一提的是，高容纳米作为业内极少数同时拥有两种硅碳生产工艺的企业，能够将两种产品按比例混合使用，让客户在性能与成本之间找到平衡，稳步推进负极材料的迭代和差异化匹配。

　　固态电池方面，针对界面不稳定、内阻大，且与活性材料兼容性不好等痛点。高容纳米根据固态电解质特性，通过对硅碳负极颗粒进行界面修饰，缓解固固界面问题，固态电解质用量可减少50%以上，可有效降低固态电池的制造成本，同时较好地解决了浆料分散难导致电池内阻大等问题。

04

经济性的转折点

或许就在明后年

　　性能突破是入场券，但产业化的终极考验是成本。

　　在这个问题上，蒋玉雄显得相当乐观。逻辑是这样的：衡量负极材料经济性的关键指标，不应只看每克多少钱，而应看每mAh克容量的成本。如果硅碳负极的克容量是石墨的4到5倍，那么即便单价更高，折算下来的“容量成本”也可能比石墨更低。

　　“我觉得很快，非常快。明年后年，硅负极每mAh克容量价格上就可能跟石墨持平，甚至比石墨更低。”蒋玉雄对电池中国表示。

　　实现这一目标的前提，是规模化。蒋玉雄坦言，目前制约硅碳负极成本下降的核心因素，是产量规模还不够大。

　　据蒋玉雄透露，高容纳米已经在厦门翔安布局了千吨级的纳米硅和气相硅的产能，同时该公司近期规划总投资10.5亿元，布局1万吨/年硅基负极材料纯品产能，以及3万吨/年硅碳负极材料复合品产能。

　　“随着产能的持续释放，以及下游应用需求的持续放量，成本曲线将显著下降。”

　　结语>>>

　　每一种新材料的导入与验证，往往都会面临着一系列的质疑和包容度。硅负极作为活性比较强的负极材料更不例外。

　　在对话尾声，蒋玉雄的语气从技术层面转向了更宏观的产业思考。

　　“新材料的导入，其实是非常辛苦的。”蒋玉雄说，“不管是硅碳，还是正极侧的富锂锰基，都需要整个产业链——电池厂、车企、消费者，给它更多的包容。”

　　他的逻辑是：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、在使用中发现问题，才能推动工程师去改进，最终形成一个被市场接受的成熟产品。如果产业链上下游都在观望，等待“完美材料”的出现，那反而会让这个进程无限延期;更有可能是被海外企业超越。