SiOx 歧化——一氧化硅负极生产工艺
SiOx 的优势
一氧化硅（SiO，或 SiOx，x≈1）是石墨稳定性与纳米硅高容量之间的实用折中方案。其活性微结构——2–8 nm 纳米 Si 簇分散在无定形 SiO₂ 基体中——在合成过程中原位形成，省去了单独球磨纳米硅的步骤。商业化 SiOx 颗粒比容量达 1,200–1,500 mAh/g，通常与石墨混合，使复合电极容量达到 450–650 mAh/g。
主要挑战是首周库伦效率（ICE）偏低。首次嵌锂时，SiO₂ 区域不可逆地消耗锂，生成 Li₂O 和 Li₄SiO₄，导致 ICE 仅为 70–78%。预锂化是目前最主流的商业解决方案。
合成与预锂化工艺
| 工艺步骤 | 条件 | 关键参数 |
|---|---|---|
| SiO 气相合成 | 1,200–1,400 °C，真空或惰性气氛 | Si:SiO₂ 比例、蒸气压 |
| 淬冷与粉碎 | 急速冷却 + 气流磨 | 颗粒 D50 5–10 µm |
| CVD 碳包覆 | 600–900 °C，乙炔或甲烷 | 包覆层厚度 5–50 nm |
| 预锂化 | 锂蒸气、电化学法或 SLMP | ICE 提升至 88% 以上 |
高温歧化是核心反应：SiO → Si + SiO₂（约 900 °C 以上热力学驱动）。精确的温度和气氛控制决定纳米 Si 域的尺寸，进而影响容量和膨胀行为。
预锂化技术因生产商而异。信越化学（日本）采用锂蒸气预锂化（将电池级 Li 蒸镀到 SiOx 粉体上）。电化学预锂化在专用锂化槽中完成，再进行极片涂布。稳定化金属锂粉（SLMP）直接混入负极浆料。兰溪致德新能源材料在其 SiOx 产品线上采用气相预锂化技术，ICE 可达 88% 以上。
主要生产商
信越化学（日本）持有 SiOx 核心专利，向松下/特斯拉及日本电芯厂供应高端 SiOx。天目先导（中国，杭州）是中国最大的 SiOx 生产商，公告产能超 15,000 吨/年。兰溪致德同时生产 CVD 硅碳复合材料和预锂化 SiOx，利用自产 SiH₄ 实现内部 CVD 碳包覆——这是显著的垂直一体化优势。