要提升電池能量密度，電池的正極和負極材料的比容量（指單位質量或體積的電池或活性物質所能放出的電量）都需要提升。正極材料目前一般采用高鎳，比如我們所說的NCM811電池，而負極采用石墨負極。
現在，硅基負極替代石墨負極的時刻即將來臨。而且，隨著特斯拉在量產的 Model 3上對硅碳負極的成功應用，這種示范作用，也使硅基負極迎來更為廣闊的市場。
之所以選擇硅做負極，是基于硅基負極材料的理論克容量是4200mAh/g，高于石墨負極10倍有余。這是硅基負極的優勢所在。目前來看，有兩種硅基負極材料。
一種是硅碳負極，即納米硅和石墨摻混使用，理論克容量超過3000mAh/g，但實際剛超2000mAh/g；另一種是硅氧負極，氧化亞硅摻混石墨作為負極，大致克容量為1400-1800mAh/g。
應用方面，國內3C產品一般用到硅碳負極比較多。而動力電池方面，一般采用硅氧負極比較多。
實際上，研發硅材料以應用于鋰電池負極始自上世紀90年代，直至2013、2014年才分別實現硅碳負極、硅氧負極的產業化。而松下是2017年批量應用于動力電池，供應特斯拉。
此外，三星、LG化學的硅基負極，目前主要應用于消費電池領域。日本GS湯淺的硅基負極材料鋰電池，應用在三菱汽車上。兩家還組建了合資公司。整體而言，硅基負極的真正產業化歷程還很短。
但是，硅基材料最大的缺點，就是膨脹率高。硅負極充放電膨脹可達320%左右，而普通石墨僅為10%左右。電池在正常工作狀態下極高的膨脹和收縮彈性頻繁發生，電池的循環壽命將會縮減，微觀結構就會坍塌。也就是說，雖然克容量提升，但是循環壽命卻縮短了，有點得不償失。
此外，硅基負極不僅應用難度大，目前能夠量產的企業也不多。根據高工鋰電的調研，目前國內只有貝特瑞能夠大批量供貨，并進入松下的供應鏈，間接供應特斯拉，目前產能約3000噸。
另外，國內還有翔豐華、硅寶科技、杉杉股份、中科電氣等企業，已經建設了硅負極材料中試線，但多數仍處于前期技術驗證階段，尚未大批量生產。從這個情況來看，未來一段時間內，石墨負極材料仍然將是主流。
而從需求來說，根據高工產研鋰電研究所(GGII)統計分析，當前市場需求主要集中在容量為420mAh/g、450mAh/g的兩款硅基負極材料，更高克容量的硅基負極的應用市場還沒成熟。畢竟，硅基負極制備工藝復雜，無標準化工藝，技術壁壘高（難度主要在于硅材料納米化及與硅碳復合材料的制備工藝）。
此外，產量少，也就意味著單價高。根據國盛證券數據，最低端的硅基負極價格均在10萬元以上。不過，新技術的誕生及應用也意味著新市場的打開。這是鋰電池產業鏈企業的期望所在。
而從材料方面來講，按照業內人士的說法，采用納米硅以后，硅基負極電池能量密度可以提升5~10%。按照目前行業內每年鋰電池能量密度的提升平均在2%左右來算，這5%能量密度提升非常不容易了。
在“摻硅”方面，ZL的競爭也在進行中。比如，華為近日公開了一份“硅碳復合材料及其制備方法和鋰離子電池”的發明ZL。據稱，采用該ZL提供的硅碳復合材料的電池循環500周容量保持率為80%。當然，還有更多的國內企業也在追趕中。