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(guó)防、航空和軍事等許多領(lǐng)域。伴隨動(dòng)力汽車(chē)、儲(chǔ)能技術(shù)和低碳經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，高比能電池已經(jīng)成為當(dāng)前新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要支柱。硅負(fù)極材料以其高比容量（理論比容量高達(dá) 4200mAh/g ）、適中的電位平臺(tái)和資源豐富等優(yōu)勢(shì)，成為高比能鋰離子電池和未來(lái)固態(tài)鋰離子電池的首選負(fù)極材料，可以預(yù)見(jiàn)，硅負(fù)極的導(dǎo)入將為鋰離子電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)新的契機(jī)。

硅基負(fù)極材料的發(fā)展歷程

硅材料已經(jīng)在光伏、半導(dǎo)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(yīng)用卻是剛剛起步，這是因?yàn)楣璨牧显阡嚮^(guò)程中存在巨大的體積效應(yīng)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(wèn)題。經(jīng)過(guò) 20 多年的發(fā)展，硅基負(fù)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(yīng)用技術(shù)正在趨于成熟，預(yù)計(jì) 2030 年硅負(fù)極的市場(chǎng)份額將超過(guò) 20 萬(wàn)噸，具有廣闊的發(fā)展前景。

蘇州大學(xué)鄭洪河教授和華中科技大學(xué)黃云輝教授團(tuán)隊(duì)于2005年前后開(kāi)始研究鋰離子電池硅負(fù)極材料，他們先后從硅負(fù)極材料的制備方法、優(yōu)化技術(shù)和硅碳復(fù)合等方面入手，深入研究硅負(fù)極電解液、粘結(jié)劑、導(dǎo)電劑、人工界面和預(yù)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(fù)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(yīng)用的障礙，對(duì)硅負(fù)極材料及其電極體系有獨(dú)到的理解?！朵囯x子電池硅基負(fù)極材料》這部著作，基于他們多年來(lái)的工作積累，其出版將有力地推動(dòng)該領(lǐng)域的科學(xué)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。

孫學(xué)良
中國(guó)工程院外籍院士
加拿大皇家科學(xué)院院士
2025 年6 月

《鋰離子電池硅基負(fù)極材料》是著者及其團(tuán)隊(duì)20年來(lái)在鋰離子電池硅基負(fù)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(fù)極材料及其電池體系近年來(lái)發(fā)展的新理論、新概念和新方法。主要內(nèi)容包括硅基負(fù)極材料的發(fā)展現(xiàn)狀、制備方法與硅碳復(fù)合技術(shù)、硅負(fù)極容量衰退機(jī)理、硅負(fù)極電解液與人工界面技術(shù)、硅負(fù)極粘結(jié)劑技術(shù)、硅負(fù)極預(yù)鋰化技術(shù)和硅基全電池設(shè)計(jì)等。本書(shū)從硅材料的結(jié)構(gòu)、設(shè)計(jì)、形貌、狀態(tài)和空間限域等多方面闡述高性能硅基負(fù)極材料的基本特征，進(jìn)一步從電解液、粘結(jié)劑、人工界面和預(yù)鋰化等多方面論述硅負(fù)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(fù)極材料

鄭洪河 黃云輝 等 著

北京 : 科學(xué)出版社, 2026. 1

ISBN 978-7-03-084375- 3

本書(shū)共分 10 章，第 1 章介紹硅基負(fù)極材料的基本知識(shí)、國(guó)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(fù)極材料和主要制備方法，第 3 章介紹氧化亞硅負(fù)極材料與制備方法，第 4 章介紹硅碳復(fù)合材料與制備技術(shù)，第 5 章介紹硅負(fù)極容量衰退的主要機(jī)制，第 6 章介紹硅負(fù)極電解液與優(yōu)化方法，第 7 章介紹硅負(fù)極人工界面技術(shù)，第 8 章介紹硅負(fù)極粘結(jié)劑與優(yōu)化方法，第 9 章介紹硅負(fù)極的預(yù)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(fù)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(tuán)隊(duì)在硅負(fù)極材料制備與優(yōu)化、硅負(fù)極失效機(jī)制、電解液、人工界面、粘結(jié)劑和預(yù)鋰化等方面提出了許多獨(dú)到的見(jiàn)解和分析，形成了系統(tǒng)的知識(shí)體系，有助于推動(dòng)硅基負(fù)極材料的科學(xué)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。

本書(shū)也是產(chǎn)學(xué)研合作的重要結(jié)晶，著者團(tuán)隊(duì)與江蘇華盛鋰電材料股份有限公司建立了長(zhǎng)久穩(wěn)定的合作關(guān)系， 2012 年共同建立了蘇州大學(xué) - 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(zhǎng)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(lái)，我們一起在硅負(fù)極、石墨負(fù)極和電解液、粘結(jié)劑等的開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化方面開(kāi)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(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，成為產(chǎn)學(xué)研合作的成功范例。

2010 年以來(lái)，相關(guān)研究工作先后得到寧德時(shí)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(zhǎng)虹新能源科技股份有限公司（長(zhǎng)虹三杰）、法國(guó)阿科瑪公司（蘇州常熟）、無(wú)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(dá)電子股份有限公司等的支持，在一些關(guān)鍵科學(xué)和技術(shù)問(wèn)題方面與這些重要企業(yè)進(jìn)行了合作與交流！

本書(shū)的主要研究工作是在國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2022YFB3803500、2015AA034601），國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（22179090、21875154、22479103、22279085、21473120、51272168、21073129），江蘇省產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新基金（BY2013030-02），江蘇省優(yōu)秀青年基金項(xiàng)目（BK20230067）等的資助下完成的，在此表示真誠(chéng)的感謝！

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

ISBN 978-7-03-084375-3

責(zé)任編輯：張淑曉

本書(shū)可供從事鋰離子電池和相關(guān)材料研究、生產(chǎn)與應(yīng)用的科學(xué)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(xùn)教材，也可作為高等院校、科研院所相關(guān)專(zhuān)業(yè)的青年教師、研究生和本科生的教學(xué)用書(shū)或教學(xué)參考書(shū)。

（本文編輯：劉四旦）

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