新能源汽车作为战略性新兴产业，承载着国家能源安全保障和城市环境污染治理的双重任务，但是里程焦虑一直制约着电动车的产业化推广，提高动力电池比能量，是解决现阶段电动汽车“里程焦虑”的最有效途径。传统的石墨负极材料的性能已接近其理论极限，以石墨为负极的材料体系已经无法满足未来发展的需求，所以必须要发展高能量密度的负极材料。关于如何提高动力电池比能量，业内认为可行的技术路线是高镍三元正极材料或富锂锰基配合硅碳负极材料。硅碳复合材料被认定为是目前唯一一种可配合高镍NCM 811或NCA正极，使动力电池能量密度达到并超过的300 Wh/kg的负极材料。
国务院《节能与新能源汽车产业发展规划》中要求，2020年我国新能源汽车生产能力达200万辆，累计产销量超过500万辆。为大力发展新能源汽车产业，我国各级政府出台多项扶持政策，如涉及企业类的有新能源车制造补贴、充电桩建设运营补贴等，还对消费者进行购置税、路桥费、停车费、牌照等优惠补贴。2017年我国生产新能源汽车79.4万辆，销售77.7万辆，同比增长均超过50%。在下游爆发的带动下，2017年我国动力电池总装机量达36.23GWh，同比增长29.4%。据我们预测，2018-2020年新能源汽车产量复合增长率将达到38%，2020年新能源汽车产量将达到210.5万辆，对应动力电池需求量101.1GWh。
新能源汽车产量的快速攀升带动了动力锂电池市场持续高速增长。2015 开始，交通市场动力电池装机量已经超过消费电子市场，成为了最大的锂电池应用领域。预计到 2020 年， 国内动力锂电池的需求量将达到 109.2GWH。
负极是电池放电时流出电子的一极，锂电池主要采用石墨类材料作为负极。根据中信证券预测，未来消费电子需求增长将稳定在较低水平，储能领域的装机增量较小，而动力电池需求将是推动锂电池行业高增速长的主要动力。预计到 2020 年，动力锂电池的需求量将达到 109.2GWh，锂电池的总需求量将达到 151.6GWh，对应负极材料的需求将达到 8.9/13.3 万吨。按 6 万元每吨的平均价格估计，2020 年国内负极材料市场空间将接近 80 亿元。若按我国负极材料大约30%的出口比例计算，市场空间将达 120 亿元。
国家政策方面，工信部等四部委在《促进汽车动力电池产业发展行动方案》中明确提出：2020年，锂离子电池单体比能量>300Wh/kg，系统比能量争取达到 260Wh/kg。石墨负极材料的性能已接近其理论极限，以石墨为负极的材料体系已经无法满足未来发展的需求，所以必须要发展高能量密度的电极材料。2018年《关于调整新能源汽车推广应用财政补贴的通知》中的财政补贴对应的电池单体比能量、续航里程等性能要求向上迁移，对电池性能要求升高，鼓励行业发展高能量密度的电池解决方案。市场客户需求方面，锂电池的充电便利性和续航里程是影响客户体验的重要因素。《新能源汽车推广应用推荐车型目录（2018年第3批）》中的纯电动乘用车车型平均续航里程已经超过350km。但是，一般的新能源汽车充电时间在5-8个小时左右，快充时间在 1-2 个小时左右。高能量密度和快充是未来技术趋势，政策和市场需要高能快充技术方案。为满足新一代能源需求，开发新型锂电负极技术迫在眉睫。
硅在常温下可与锂合金化，理论比容量高达3572 mA·h/g，远高于商业化石墨理论比容量(372 mA·h/g)，在地壳元素中储量丰富(26.4%，第2位)，成本低、环境友好，使用硅材料作电池负极来提升电池能量密度，已经成为业界公认的方向之一。硅碳复合材料是优良的硅基改性材料，能量密度高、比容量高、可快充，兼具硅材料的高比容量和碳材料优异的稳定性和导电特性，2000 mA·h/g以上的超高比容量，加上合成工艺相对简单，原料来源丰富，是现在最具研究价值的负极材料，被认定为是目前唯一一种可配合高镍NCM 811或NCA正极，使动力电池能量密度达到并超过的300 Wh/kg的负极材料。
硅是目前为止发现的比容量(4200mAh/g)最高的锂离子电池负极材料，是一种最有潜力的负极材料，硅碳复合大势所趋，但硅作为锂电池负极应用也有一些瓶颈，第一个问题是硅在反应中会出现体积膨胀的问题。硅材料使用的瓶颈在于其循环性能较差：硅颗粒在脱嵌锂时的高膨胀率（硅负极充放电膨胀可达 360%，而普通石墨仅为10%）导致负极在循环过程中快速衰减；硅颗粒表面 SEI 膜持续生长会对电解液和锂离子造成不可逆消耗。 目前，相对较为成熟的技术方案是，采用体积效应小、循环稳定性好的碳材料作为载体，掺入高比容量的硅材料作为主要活性体，以此合成硅碳复合材料。硅碳复合材料能够有降低硅材料在充放电过程中体积膨胀造成的负面影响。硅碳复合的工艺方式有包覆、掺杂和嵌入。
日立化成已经开始批量向特斯拉供应其硅碳负极材料，该负极材料由人造石墨和10%的硅碳材料复合而成，其比容量超过550 mAh/g，在该型材料的帮助下，特斯拉新一代Model 3电动汽车的锂离子电池能量密度达到了惊人的300 Wh/kg；日本松下也率先于2013年量产其首款高能量密度的锂离子电池NCR18650C，得益于硅碳复合负极材料的使用，该款电池的能量密度达到了250 Wh/kg，循环500次后仍然保持80%的性能；特斯拉使用了碳包覆氧化亚硅的技术方案，通过在人造石墨中加入10%的硅基材料，已将硅碳复及材料应用到量产车型 Model 3，电池能量密度达到 300wh/kg以上，电池容量达到了 550mAh/g 以上。
比能量要求倒逼技术换代，为了达到 2020 年锂电池比能量的目标，我国电极材料企业均已开始对高比能量方案的研发。其中，硅碳复合大势所趋，动力电池厂商在硅碳复合材料方面已经开始布局。宁德时代和力神电池均申报了国家项目，并已经开发出了高比能量产品。贝特瑞在硅碳复合负极材料方面处于国内领先地位，2013 年就通过了韩国三星电子的认证，开始量产供货。惠州贝特瑞已经具备1000 吨/年的产能，并且还有1000 吨/年产能在建设当中。江西正拓也已经具备4000 吨/ 年的量产产能。部分企业甚至已经实现了碳硅复合材料的小规模量产。
新能源汽车的动力来源是动力电池，动力电池是新能源汽车的核心和关键。而负极材料作为动力电池的重要组成部分，对电池的性能起着至关重要的作用，将随着我国新能源汽车产业持续发力迎来爆发式增长，成为新能源汽车市场的一个重要的组成部分。传统石墨负极材料性能已接近其理论极限，很难达到这一要求，而硅碳复合材料的超高理论能量密度可以显著提升单体比容量，有望成为未来主流负极材料。
