鄭洪河、黃云輝教授及其團隊產學研合作的結晶：鋰離子電池硅基負極材料

隨著新能源產業的高速發展，鋰離子電池已經滲透到工業、農業、國防、航空和軍事等許多領域。伴隨動力汽車、儲能技術和低碳經濟的飛速發展，高比能電池已經成為當前新能源產業發展的重要支柱。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勢，成為高比能鋰離子電池和未來固態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業的發展帶來新的契機。

硅基負極材料的發展歷程

硅材料已經在光伏、半導體和通信等領域取得巨大的成功，但在鋰離子電池產業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生的結構破壞和界面破裂等一系列突出的問題。經過 20 多年的發展，硅基負極材料用于鋰離子電池逐漸形成了幾條不同的產業路線，材料的制備和應用技術正在趨于成熟，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、優化技術和硅碳復合等方面入手，深入研究硅負極電解液、粘結劑、導電劑、人工界面和預鋰化等不同的領域和方向，發展了基于自有技術的硅負極材料和功能性電解液等產品，打通了從基礎研究到產業應用的障礙，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域的科學發展和產業進步。

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，系統介紹鋰離子電池硅負極材料及其電池體系近年來發展的新理論、新概念和新方法。主要內容包括硅基負極材料的發展現狀、制備方法與硅碳復合技術、硅負極容量衰退機理、硅負極電解液與人工界面技術、硅負極粘結劑技術、硅負極預鋰化技術和硅基全電池設計等。本書從硅材料的結構、設計、形貌、狀態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、粘結劑、人工界面和預鋰化等多方面論述硅負極優化方向和技術路線，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、國內外研究現狀和產業現狀，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，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化方法，第 7 章介紹硅負極人工界面技術，第 8 章介紹硅負極粘結劑與優化方法，第 9 章介紹硅負極的預鋰化技術，第 10 章介紹硅基全電池技術與硅基電池新范式等，是硅負極材料與相關電池體系的系統之作。

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

本書也是產學研合作的重要結晶，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定的合作關系， 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理沈鳴先生、華盛聯贏新能源材料有限公司總經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、粘結劑等的開發和產業化方面開展了大量研究工作，一些重要產品已在華盛聯贏新能源材料有限公司實現了產業化，成為產學研合作的成功范例。

2010 年以來，相關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，在一些關鍵科學和技術問題方面與這些重要企業進行了合作與交流！

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），江蘇省產學研創新基金（BY2013030-02），江蘇省優秀青年基金項目（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材料研究、生產與應用的科學工作者參考，可作為電池生產企業和電池材料生產企業研發人員、技術人員的培訓教材，也可作為高等院校、科研院所相關專業的青年教師、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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