锂电池四大材料中，正极材料、隔膜及电解液的产品种类较为丰富，且性能各异、各具特色。相较而言，负极材料以石墨为主打产品的舞台，则稍显单调。
随着下游应用要求的逐步提高，新型负极材料备受业内关注，对石墨似乎形成了潜在的威胁。湖州创亚动力电池材料有限公司（下称“湖州创亚”）总经理胡博透露：“国内已经有企业正在开发硅碳复合材料，甚至有企业开始尝试着将硅碳复合材料应用到18650电池上。”
高工产业研究院（GGII）调研也发现，国内各大负极材料企业（如江西正拓、江西紫宸、星城石墨、湖州创亚等）均在着手开发硅碳复合材料。整体来看，硅碳复合材料产业化似乎越来越近。
研究进程加快
在高工产业研究院（GGII）的2014年度盘点中，硅碳复合材料被认为是“影响未来锂电产业发展的10大潜力材料”之一。
理论上来说，硅碳复合材料确实拥有石墨材料难以达到的性能。比如，硅碳复合材料的理论克容量约为4200mAh/g,比石墨材料的理论克容量372mAh/g高出了10倍有余。在追求高容量的动力电池时代，硅碳复合材料若能实现产业化，将大大提升单体电芯的容量，有效缓解业内对电动汽车续航里程的担忧。
正因如此，国内外众多厂家对硅碳复合材料的研究可谓“孜孜不倦”。
日前有消息称，美国加州电池开发商Enevate Corporation宣布推出用于锂离子电池的HD-Energy技术，该技术使高能量密度的可充电锂离子聚合物电池成为可能。该聚合物电池使用以硅为主要材料的新型复合阳极(即电池负极)，其能量密度是传统石墨阳极的4倍。
中国工程院院士陈立泉表示，国外商用动力锂电池普遍采用三元材料与新型负极材料（如硅碳复合材料）组合，已经能够将电池比能量做到150Wh/Kg左右。而在新型锂电池材料开发与应用上，国内材料行业与国外存在差距。
令人欣喜的是，国内材料行业已经察觉终端市场对产品性能的需求，以及与国外高端材料的差距。近几年，国内锂电负极材料领域发生了些许变化，尤其是硅碳复合材料。
GGII调研显示，国内市场份额名列前茅的负极材料企业均在开发硅碳复合材料。从专利方面来看，截至2014年末，中国硅碳复合材料的专利共有269项，其中2012-2014年共申请专利186项，占比69%。
GGII分析师高小兵表示：“近几年硅碳复合材料方面专利的上升，代表着行业内对硅碳复合材料的重视，硅碳复合材料的研究进程正逐步加快。”
而硅碳复合材料的实际应用也被很多业内人士看好。胡博表示：“在未来2-3年内，对于追求高容量、循环要求不太高的电芯应用领域来说，应用硅碳复合材料作为负极材料应该是比较好的选择。目前的硅碳复合材料整体处于产品导入阶段，电芯企业有意愿试用新型的负极材料产品。如若进展快速，硅碳复合材料或有可能在一两年内实现产业化。”
江西正拓CTO杨建锋介绍，对于克容量400-500mAh/g的硅碳复合材料，国内的小批量生产和应用技术研究已接近成熟，有望在方形铝壳和圆柱形数码锂电池上得到推广应用。
瓶颈待突破
不可否认，业内看好硅碳复合材料发展的人士日渐增多。但GBII在调研后表示，目前硅碳复合材料的发展仍面临两大瓶颈需突破。
首先，如果硅碳复合材料用作负极材料，锂电池在充放电过程中，硅碳的体积容易发生膨胀，且吸液能力强。从目前的技术研发情况来看，尚无办法有效解决上述问题。
对此，胡博表示：“若未能找到有效的手段得以解决膨胀引起的问题，锂电池的安全性能无法得到良好的保证，硅碳复合材料很难在新能源汽车上得到广泛应用。”
不仅如此，国内硬碳材料产品性能和生产成本与人造石墨相比并无优势，短期内批量应用在EV动力电池上的可能性不大。也即是说，硅碳复合材料可能会与锂电池应用极为重要的领域——动力电池失之交臂。另辟蹊径、寻求新的突破口，才能让其施展高克容量的性能。
其次，用硅碳复合材料的锂电池的循环寿命差，对于追求长寿命、高循环性能的新一代锂电池，单纯用硅碳复合材料还难以解决这方面的难题。
目前，有企业在尝试通过包覆、掺杂等方式，解决这方面的问题。但从行业研究进展来看，现阶段很多企业对硅碳复合材料的研究还仅限于实验室内，并没有将产品真正推向市场试用。因此，在实际的产品应用方面，缺乏相应的数据作为有利的支撑与对比。
此外，一位资深业内人士表示，对于电芯生产企业而言，硅碳复合材料除了基材的缺陷——面密度仍然较高导致成品率较低外，高耐温芯片还需要开发一系列能承受多次高低温冲击、长期高温工作的芯片封装工艺，以及耐高温组装(如PCB、焊料、保护层等配套技术)，以便真正发挥出其400℃结温的高功率密度优势。
所以在硅碳复合材料产业化推进过程中，负极材料企业不仅要提高产品的性能，还须做好与其它材料的配合，以及与电芯企业、PACK企业共同谋求锂电池封装工艺的升级。未来硅碳复合材料能否实现大规模应用，有赖于这些“疑难杂症”的解决。