• 动力电池的能量密度与正极的比容量高度相关。能量密度如果要达到300Wh／kg，正极容量则要达到200mAh g-1；能量密度如果要达到400Wh／kg，正极容量就要超过250mAh g-1。
• 相比于当前的磷酸铁锂和三元正极，富锂锰基的理论比容量高达400 mAh g-1，实际比容量也可达到250mAh g-1。
但目前富锂锰基还存在技术制约——材料结构缺陷以及上游配套材料发展缓慢，导致能稳定量产材料厂家很少：
• 没有电压平台：电压变化区间大（1.5V），少有电子设备可承受大工作电压范围。
• 循环及倍率性能差：循环过程中存在结构衰减的问题，很难从根本上解决。
• 电压滞后问题严重：能量效率比较低，对电动汽车和储能的应用是个问题。
四、硅基负极
当前的石墨负极比容量是360-365Ah/g，已经接近石墨的理论容量上限。提高负极比容量能够提高电池的能量密度，因此具有更高理论比容量的硅基负极是新一代负极材料的重要迭代方向。实际也证明，硅通过合金化方式储锂，理论比容量可高达4200mAh/g。
然而，纯硅负极仍存在一定固有缺陷。硅基材料通过硅与锂产生合金化反应储锂，伴随巨大的体积变化，体积膨胀率可超过400%（普通石墨10%左右）。这会导致：
• 负极材料的破裂和粉化，进而造成电极整体开裂剥落，使得容量迅速衰减。
• 形成过厚的SEI膜，界面阻抗升高，活性物质消耗，致使容量衰减，首效降低。
因此，一般将硅与其他材料复合改性使用，形成硅基复合材料。
其中，与碳系材料复合是最常见的方式，可在以下两方面改善硅的性能：
• 循环性能：碳材料具有一定的机械强度和延展性，可以缓冲硅的体积膨胀效应，改善循环性能。
• 电子导电率：碳的导电性较好，复合后可以得到比纯硅更高的电子电导率，促进电荷的转移和传递。
除了使用纯硅和碳系材料复合之外，还可以使用硅氧化物与碳系材料复合，这样能够降低首周不可逆容量、提高循环性能。其原因是，硅氧化后能在表面产生一层均匀的包覆层，具备稳定电极/电解液界面的作用。同时，部分硅氧化物为非活性材料，在循环过程中可以起到骨架支撑的作用，减少体积变化，提高循环性能。
硅还可以和金属及金属氧化物复合。金属类化合物具备高电导率，同时其高延展性也有助于提升硅结构的稳定性。但硅与金属类化合物的复合主要处于实验室阶段，尚未产业化。
