據外媒報道，美國賓州州立大學的研究人員開發一種新策略，可以在鋰離子電池中擴大硅基負極的應用，將電動汽車、智能手機的功率提高20%。

機械與化學工程教授DonghaiWang表示:“硅有望成為下一代鋰離子電池負極材料。但是，研究表明，在循環過程中，這種材料非常不穩定。”在傳統鋰離子電池循環周期中，硅作為負極材料，會發生嚴重的體積膨脹與收縮，限制其商業應用潛力。這種在充放電過程反復出現的體積變化，使電池結構受損。久而久之，會導致電池發生爆料等不穩定現象，縮短電池壽命。

研究人員開發新策略，保持硅材料彈性，從而更好地傳輸能量，保持電極完整性。Wang表示：“我們發現，采用超彈性凝膠聚合物電解質（GPE）緩沖層，包圍硅基負極，可以讓硅保持穩定，阻止電極內的粒子移動。”GPE材料由軟醚部分和硬循環部分構成，軟醚部分提供彈性，硬循環部分防止聚合物過度膨脹。“兩部分協同工作，使GPE材料適當膨脹和收縮，同時保持硅負極結構穩定。”

研究人員表示，這一策略或將解決目前硅基負極面臨的問題，將鋰離子電池的儲能提高20%。Wang說：“以往的電池中只能用5%的硅，所產生的效果十分有限。通過這種方法，我們可以使用純硅負極，顯著增加電池的容量和能量密度，為創造下一代鋰離子電池鋪平道路。”

伴隨三元正極進一步推廣，硅基負極市場空間廣闊在高能量密度發展的路徑之上，動力電池正極采用高鎳三元材料，而負極則配合使用硅基負極材料。未來NCM811和NCA成為動力電池的主流市場。隨著硅基負極制備工藝及電池廠商對于高鎳體系掌握的逐步成熟，硅基負極未來將迎來較為廣闊的市場。

鋰電池的負極材料對于電池的安全性能，能量密度及循環壽命等技術指標有重要的影響。

現有的負極材料分為碳材料和非碳材料，碳系負極材料主要包括人造石墨、天然石墨和中間相炭微球等;非碳材料負極主要包括鈦基材料和硅基材料。

目前，石墨負極材料(主要是天然石墨和人造石墨)憑借工藝成熟、成本較低和性能較好的優勢占據90%的負極材料市場。

然而，石墨材料雖有高電導率和穩定性的優勢，但在能量密度方面的發展已接近其理論最大值(372mAh/g)。

隨著新能源汽車對續航能力要求不斷提高，電池負極材料也在向著高能量密度方向發展。

硅具有4200mAh/g的理論克容量，且地球儲量高，結合了碳材料高電導率、穩定性及硅材料高容量優點的硅基材料(Si/C、SiO/C)有著巨大的發展潛力。