在由上海有色网信息科技股份有限公司（SMM）主办的2026 （第十一届）新能源产业博览会-硅基负极产业论坛上，苏州大学副教授 王艳围绕“锂离子电池硅负极多维改性策略研究”的话题展开分享。
硅基负极材料背景
硅基负极：高比能锂离子电池的重要发展方向
材料优势：高容量——最具潜力负极材料之一；
应用价值：高潜力 高关注——动力电池与高端储能；
核心挑战：高挑战——连锁问题。
硅负极前景广阔，但其实际应用仍高度依赖改性策略突破。
硅负极改性方案
解决硅负极体积效应问题
硅基负极多维改性策略研究
方向一：硅负极表面修饰工程
硅负极表面修饰层的主要作用
表面修饰是实现硅基锂电池广泛应用的关键技术之一！
要求：
1）电子和离子导电性；2）化学不电化学稳定性；3）成膜的连续均匀性；4）力学性能
高效表面修饰材料
有机小分子
良好的成膜性质、可嫁接性质：
①氟代有机化合物；②含有不饱和（双键、三键)基团；③含苯环、五元环的化合物；④硫酸酯或磺酸酯化合物；⑤磷酸酯类化合物；⑥硼酸酯类化合物。
有机聚合物
①在电解液中稳定性好；②支链上存在着大量的功能基团；③参不硅表面成膜过程；④弹性特征束缚硅体积膨胀。
有机框架材料
COFs：有机分子通过共价键连接而成。
MOFs：由金属离子（簇）与有机配体通过配位键连接而成。
①具有较大的比表面积；②丰富的孔道结构；③良好的机械稳定性；④可调性和丰富的化学性质。
有机复合
通过分子设计，实现丌同有机分子间的功能互补。
在Si表面引入酰胺基和磺酰氟基官能团，通过表面改性实现“三位一体”(表面改性、粘结剂优化、电解质设计)的协同调节功能。
无机/有机复合
结合了无机物和有机物的优点
可形成具有高强度、高导电性和良好柔韧性的多层次结构的界面，进一步增强界面稳定性和性能。
无机材料
强度高、导锂性好、有助于降低界面副反应。
①氧化物：二氧化钛、二氧化硅等；②无机盐：氟化锂(LiF)、硅酸锂等；③快离子导体：氮化锂、锂磷氧氮等；④其它无机材料：氮化硅、碳化硅等。
表面修饰 & 总结
表面修饰技术需要考虑的几个关键点
1. 修饰材料本身的化学属性及其界面调控能力；
2. 修饰层的均一性、完整性和可重复构筑性；
3. 修饰层不硅表面以及不 SEI 演化之间的关系；
4. 修饰层的离子传输特性和长期稳定性。
表面修饰是实现硅基锂电池广泛应用的关键技术之一！
方向二：硅负极功能粘结剂设计
粘结剂改性为硅负极实用化提供了关键支撑！
“氧化还原”粘结剂&硅负极
随后，王副教授表示SA具有”氧化还原”特性，并通过相关实验数据作出证明，SA和FEC的有益协同分解机制。
①SA在电化学作用下丌断锂化，最终转变为高度可逆的锂化共轭结构和钝化Li2O组分。
②SA中的C=C键引起FEC的电化学还原，进一步在C=C活性位点电化学生长低聚物链幵沉积有益的界面钝化组分LiF。
随后，王副教授将PVA与SA混合，SA过多，SA微晶导致整个粘结剂膜的劣化。SA过少，无法不PVA发生有效交联。实验得出结论，采用PS61粘结剂的Si负极循环和倍率性能改善明显。
电活性SA分子的引入具有以下优势：
①提供更多的锂离子传输位点，改善了Li-Si合金化/去合金化的反应动力学。
②丰富的反应位点诱导有益成膜组分FEC参不到电化学衍生的粘结剂网络中，构建完整的多重相互作用网络，保证Si电极结构的力学完整性。
③作为电化学还原分解组分，在电极界面构建稳定的SEI膜，可有效防止活性Li的过度消耗。
“氧化还原”粘结剂在硅负极中具有较好的収展潜力。
粘结剂 & 总结
粘结剂技术需要考虑的几个关键点
1. 粘结剂不硅材料表面的作用机制；
2. 粘结剂在硅表面的成膜特征及其形成机制；
3. 粘结剂在长期循环过程中的结构不性能演变；
4. 机械性能、界面性能和电化学性能之间的平衡不协同。
粘结剂改性为硅负极实用化提供了关键支撑！
总结
1. 表面修饰是提升硅基锂电池界面稳定性和应用性能的重要路径；
2. 粘结剂改性在维持硅负极电极完整性和循环稳定性方面发挥着关键作用；
3. 硅负极实用化丌是单一材料优化问题，而是一个涉及表面界面、体相结构和电极体系协同设计的系统工程。
