#项羽失败的原因是什么#
引一段《史记 项羽本纪》里的话
“故立沛公为汉王，王巴、蜀、汉中，都南郑。而三分关中，王秦降将以距塞汉王。项王乃立章邯为雍王，王咸阳以西，都废丘。长史欣者，故为栎阳狱掾，尝有德于项梁；都尉董翳者，本劝章邯降楚。故立司马欣为塞王，王咸阳以东至河，都栎阳；立董翳为
翟王，王上郡，都高奴。徙魏王豹为西魏王，王河东，都
平阳。瑕丘申阳者，张耳嬖臣也，先下河南，迎楚河上，故立申阳为河南王，都洛阳。
韩王成因故都，都阳翟。赵将司马昂⑨定河内，数有功，故立昂为殷王，王河内，都歌。徙赵王歇为代王。赵相张耳素贤，又从入关，故立耳为常山王，王赵
地，都襄国。当阳君黥布为楚将，常冠军，故立布为九江
王，都六。鄱君吴芮率百越佐诸侯，又从入关，故立芮为衡山王，都邾。义帝柱国共敖将兵击南郡，功多，因立敖为临江王，都江陵。徙燕王韩广为辽东王。燕将
臧荼从楚救赵，因从入关，故立荼为燕王，都蓟。徙齐王田市为胶东王。齐将田都从共救赵，因从入关，故立都为齐王，都临淄。故秦所灭齐王建孙田安，项羽方渡河救赵，田安下济北数城，引其兵降项羽，故立安济北王，都博阳。田荣者，数负项梁，又不肯将兵从楚击秦，以故不封。成安
君陈馀弃将印去，不从入关，然素闻其贤，有功于赵，闻其在南皮，故因环封三县。番将梅涓功多，故封十万户侯。项王自立为西楚霸王，王九郡，都彭城。”
在灭秦后，项羽一共封了十八个王，加上他自己，是十九个王。外加在岭南自称南越王的赵佗，一共二十个王，这么多个王不互相掐架都怪了，除非项羽能把其他的王都给压服。
那么项羽的势力到底有多大呢？首先项羽有多大的地盘呢，九个郡。秦国一共有多少个郡呢，四十六个。当时全国有两个最主要也是人口最密集的经济区，一个是关中经济区，另一个是山东经济区，这两个经济区的主体部分都不在项羽的控制之下，也就是项羽仅控制了全国不到五分之一的地盘与人口。比中原大战时的校长还远远不如。
项羽分封诸侯后的各国形式
下图为西汉人口分布图，可以跟上图对照一下，每个国家的人口
虽然项羽的西楚是地盘最大的，但是富裕的关中平原，河洛地区，华北平原大部分都不在项羽的控制之下，而是由十几个小国控制。在事实上，单凭西楚的实力根本不足以压服诸国，诸国暂时臣服于项羽不过是因为反秦联盟与项羽的威望。
果然，田荣就反了，田荣没被封为诸侯，大怒，把项羽封的那个齐王撵走了，自立为齐王。之后立即发兵灭了济北，济东两个国家。之后陈馀也反了，陈馀对于项羽把赵地封给张耳的事情极为不满，于是跟田荣的齐国联盟，两面一起发兵就把张耳的常山国灭了，迎回赵王。赵王表示陈馀大大的有良心，于是立马与齐国结成同盟，把陈馀封为代王，就这样赵、代两国也反了。在项羽分封不到六个月的时间里，十八个国被灭了三个，反了三个。
“田荣闻项羽徙齐王市胶东，而立齐将田都为齐王，乃大怒，不肯遣齐王之胶东，因以齐反，迎击田都。田都走楚。齐王市畏项王，乃亡之胶东就国。田荣怒，追击杀之即墨。荣因自立为齐王，而西杀击济北王田安，并王三齐。荣与彭越将军印，令反梁地。陈馀阴使张同、夏说说齐王田荣曰：“项羽为天下宰，不平。今尽王故王于丑地，而王其群臣诸将善地，逐其故主，赵王乃北居代，馀以为不可。闻大王起兵，且不听不义，愿大王资馀兵，请以击常山，以复赵王，请以国为扞蔽。”齐王许之，因遣兵之赵。陈馀悉发三县兵，与齐并力击常山，大破之。张耳走归汉。陈馀迎故赵王歇于代，反之赵。赵王因立陈馀为代王。”
项羽派主力攻打赵、齐联军，这时候窝在四川的刘邦表示此时不反更待何时，立马发兵灭了位于关中平原的雍、翟、塞三个国家。这时的刘邦就拥有成都平原加关中平原两大产粮区了，人口经济就不弱于项羽了。在大封诸侯后不到一年的时间里，刘邦的势力追上了项羽。
等到楚汉战争的第三年，项羽的首都彭城就被刘邦打下来了，要不是项羽超高的战术水平，以三万人击败了数倍于自己的六国联军，到这估计西楚就被灭了。
“春，汉王部五诸侯兵，凡五十六万人，东伐楚。项王闻之，即令诸将击齐，而自以精兵三万人南从鲁出胡陵。四月，汉皆已入彭城，收其货宝美人，日置酒高会。项王乃西从萧，晨击汉军而东，至彭城，日中，大破汉军。汉军皆走，相随入谷、泗水，杀汉卒十馀万人。”
那么项王最初为什么会大封诸侯呢，主要还是因为自己的势力不够。秦末的起义军可以分为农民义军，地方豪强的叛军以及六国贵族的复国军等等，这些势力互相之间看着都不太顺眼，之所以不互相掐架主要是要打秦这个大boss。等秦这个大boss完蛋了，这二十多股势力就开始准备互相打仗了。项羽虽然是其中势力最大的，但是也远远没达到能把其他势力都灭了的情况。所以项羽的想法是每个势力都给一块地，大家都别掐架。
但是，历史是在不断前进的。当时的情形只能是，各个势力互相攻伐，最终一个扫平群雄，一统天下。项羽从最开始就错了，当谋士建议自己定都关中的时候，项羽表示要定都家乡彭城，他只想做楚国的王，诸侯盟主，而非天下的皇帝。该武力解决秦末各个势力的时候，项羽又希望通过分封来维持和平，这也是项羽鸿门宴不想杀刘邦的重要原因。项羽从最开始就没有意识到各个反秦势力必会互相兼并直到其中的一个像秦那样一统中国的，所以他根本就没有为灭秦后的扫平群雄做规划。
引一段《史记 项羽本纪》里的话
“故立沛公为汉王，王巴、蜀、汉中，都南郑。而三分关中，王秦降将以距塞汉王。项王乃立章邯为雍王，王咸阳以西，都废丘。长史欣者，故为栎阳狱掾，尝有德于项梁；都尉董翳者，本劝章邯降楚。故立司马欣为塞王，王咸阳以东至河，都栎阳；立董翳为
翟王，王上郡，都高奴。徙魏王豹为西魏王，王河东，都
平阳。瑕丘申阳者，张耳嬖臣也，先下河南，迎楚河上，故立申阳为河南王，都洛阳。
韩王成因故都，都阳翟。赵将司马昂⑨定河内，数有功，故立昂为殷王，王河内，都歌。徙赵王歇为代王。赵相张耳素贤，又从入关，故立耳为常山王，王赵
地，都襄国。当阳君黥布为楚将，常冠军，故立布为九江
王，都六。鄱君吴芮率百越佐诸侯，又从入关，故立芮为衡山王，都邾。义帝柱国共敖将兵击南郡，功多，因立敖为临江王，都江陵。徙燕王韩广为辽东王。燕将
臧荼从楚救赵，因从入关，故立荼为燕王，都蓟。徙齐王田市为胶东王。齐将田都从共救赵，因从入关，故立都为齐王，都临淄。故秦所灭齐王建孙田安，项羽方渡河救赵，田安下济北数城，引其兵降项羽，故立安济北王，都博阳。田荣者，数负项梁，又不肯将兵从楚击秦，以故不封。成安
君陈馀弃将印去，不从入关，然素闻其贤，有功于赵，闻其在南皮，故因环封三县。番将梅涓功多，故封十万户侯。项王自立为西楚霸王，王九郡，都彭城。”
在灭秦后，项羽一共封了十八个王，加上他自己，是十九个王。外加在岭南自称南越王的赵佗，一共二十个王，这么多个王不互相掐架都怪了，除非项羽能把其他的王都给压服。
那么项羽的势力到底有多大呢？首先项羽有多大的地盘呢，九个郡。秦国一共有多少个郡呢，四十六个。当时全国有两个最主要也是人口最密集的经济区，一个是关中经济区，另一个是山东经济区，这两个经济区的主体部分都不在项羽的控制之下，也就是项羽仅控制了全国不到五分之一的地盘与人口。比中原大战时的校长还远远不如。
项羽分封诸侯后的各国形式
下图为西汉人口分布图，可以跟上图对照一下，每个国家的人口
虽然项羽的西楚是地盘最大的，但是富裕的关中平原，河洛地区，华北平原大部分都不在项羽的控制之下，而是由十几个小国控制。在事实上，单凭西楚的实力根本不足以压服诸国，诸国暂时臣服于项羽不过是因为反秦联盟与项羽的威望。
果然，田荣就反了，田荣没被封为诸侯，大怒，把项羽封的那个齐王撵走了，自立为齐王。之后立即发兵灭了济北，济东两个国家。之后陈馀也反了，陈馀对于项羽把赵地封给张耳的事情极为不满，于是跟田荣的齐国联盟，两面一起发兵就把张耳的常山国灭了，迎回赵王。赵王表示陈馀大大的有良心，于是立马与齐国结成同盟，把陈馀封为代王，就这样赵、代两国也反了。在项羽分封不到六个月的时间里，十八个国被灭了三个，反了三个。
“田荣闻项羽徙齐王市胶东，而立齐将田都为齐王，乃大怒，不肯遣齐王之胶东，因以齐反，迎击田都。田都走楚。齐王市畏项王，乃亡之胶东就国。田荣怒，追击杀之即墨。荣因自立为齐王，而西杀击济北王田安，并王三齐。荣与彭越将军印，令反梁地。陈馀阴使张同、夏说说齐王田荣曰：“项羽为天下宰，不平。今尽王故王于丑地，而王其群臣诸将善地，逐其故主，赵王乃北居代，馀以为不可。闻大王起兵，且不听不义，愿大王资馀兵，请以击常山，以复赵王，请以国为扞蔽。”齐王许之，因遣兵之赵。陈馀悉发三县兵，与齐并力击常山，大破之。张耳走归汉。陈馀迎故赵王歇于代，反之赵。赵王因立陈馀为代王。”
项羽派主力攻打赵、齐联军，这时候窝在四川的刘邦表示此时不反更待何时，立马发兵灭了位于关中平原的雍、翟、塞三个国家。这时的刘邦就拥有成都平原加关中平原两大产粮区了，人口经济就不弱于项羽了。在大封诸侯后不到一年的时间里，刘邦的势力追上了项羽。
等到楚汉战争的第三年，项羽的首都彭城就被刘邦打下来了，要不是项羽超高的战术水平，以三万人击败了数倍于自己的六国联军，到这估计西楚就被灭了。
“春，汉王部五诸侯兵，凡五十六万人，东伐楚。项王闻之，即令诸将击齐，而自以精兵三万人南从鲁出胡陵。四月，汉皆已入彭城，收其货宝美人，日置酒高会。项王乃西从萧，晨击汉军而东，至彭城，日中，大破汉军。汉军皆走，相随入谷、泗水，杀汉卒十馀万人。”
那么项王最初为什么会大封诸侯呢，主要还是因为自己的势力不够。秦末的起义军可以分为农民义军，地方豪强的叛军以及六国贵族的复国军等等，这些势力互相之间看着都不太顺眼，之所以不互相掐架主要是要打秦这个大boss。等秦这个大boss完蛋了，这二十多股势力就开始准备互相打仗了。项羽虽然是其中势力最大的，但是也远远没达到能把其他势力都灭了的情况。所以项羽的想法是每个势力都给一块地，大家都别掐架。
但是，历史是在不断前进的。当时的情形只能是，各个势力互相攻伐，最终一个扫平群雄，一统天下。项羽从最开始就错了，当谋士建议自己定都关中的时候，项羽表示要定都家乡彭城，他只想做楚国的王，诸侯盟主，而非天下的皇帝。该武力解决秦末各个势力的时候，项羽又希望通过分封来维持和平，这也是项羽鸿门宴不想杀刘邦的重要原因。项羽从最开始就没有意识到各个反秦势力必会互相兼并直到其中的一个像秦那样一统中国的，所以他根本就没有为灭秦后的扫平群雄做规划。
负极突破主基调：研制更高比容低成本的材料
负极的格局相比正极的格局更加清晰，传统的石墨负极仍然是主流的应用产品。但是更高比 容负极的开发对于未来先进电池体系的推进仍然是有必要的，硅基负极、金属锂负极是研发 的热点。总体来说，负极的开发方向是低成本、高比容。
我们认为，碳材料无论是当下还是未来，仍然是重要的负极基体，在实现更高比容负极的过 渡阶段，碳材料的加入不仅能够起到提升导电性的作用，也是重要的承载物质。在中期的产 业应用上，硅基负极则具备较大的推广可能性，特斯拉的硅碳负极已经实现商用，但并非完 全的硅负极，为将硅的性能更完全的释放，仍然需要通过材料改性等手段持续开发；长期来 看，金属锂负极因高比容低电位而具有应用潜力，但是在动力领域所面临的困难需要较长时 间来解决，如锂枝晶带来的安全风险等，因此金属锂负极可能中短期在无人机等细分领域进 行推广商用，在渐进式的演进前提下，在车用动力领域预计还需 5-10 年的产业化过程。
负极当下格局：碳基是商用主流，钛酸锂因高安全应用于细分领域
负极是储锂的主体，其中碳材料是负极商业化应用中的首选与主流。锂二次电池负极材料在 充放电过程中实现锂离子的脱嵌，选用时遵循比容高、电势低、循环性能好、兼容性强、稳 定性好与价格低廉等原则。理论上，金属锂因低电势和高比容是理想的负极，但活性锂与锂 枝晶等带来的安全问题阻碍其发展。碳材料因价格低廉、为层状晶体带来较高比容量（LiC6 理论比容为 372mAh/g）、循环性及安全性好，取代金属锂作负极，推动锂二次电池商业化。
碳基材料种类繁多，当下负极材料中人造石墨和天然石墨是主流产品。若按照结构划分锂离 子电池碳材料，包括石墨、非石墨与掺杂型碳，石墨类又可分为天然石墨、人工石墨、中间 相碳微球等。天然石墨成本低、技术成熟度高，但首效较低、倍率性能较差，主要用于消费 类电池。人造石墨则一般采用致密的石油焦或针状焦作前驱体制成，避免天然石墨的表面缺 陷，首次效率与倍率性能提升，因此在动力领域份额不断扩大。据 GGII，2020 年中国锂电 池负极材料出货量 36.5 万吨，同比稳健增长，其中人造石墨占比 84%，份额逐年提升。
石墨类产品应用中存在缺陷，通过改性来提高产品性能。如天然石墨存在表面缺陷多、各向 异性容易析锂等问题：（1）针对其表面缺陷多、电解液耐受性差的问题，采用表面活性剂、 包覆等方式进行改性，提高部分性能；（2）针对其强烈各向异性的问题，工业生产中常采用 机械处理的手段对颗粒形貌进行球形化整形，处理后粒径 D50 范围 15~20μm，首效和循环 性能明显改善。人造石墨因各向异性导致倍率性能、低温性能差，充电易析锂的问题，其改 性不同于天然石墨，一般通过颗粒结构重组降低石墨晶粒取向度。
具备某方面突出性能优势的负极材料如钛酸锂，可满足特定需求，适合在部分细分领域应用。嵌锂碳材料因本身理化性质具有以下缺陷：（1）形成 SEI 膜，循环过程中造成 Li+损耗与碳 材料结构的破坏；（2）析出锂枝晶，增加安全隐患。在公共交通领域电动化进程中对安全性 的诉求落实到负极材料，需要负极电位稍正于碳、更加安全可靠。尖晶石型钛酸锂（Li4Ti5O12） 因具备突出的安全性能优势，在公共交通领域有一定应用：
“零应变材料”，结构稳定。在循环过程中，锂离子逐渐嵌入，最终形成深蓝色的岩盐相 Li7Ti5O12，晶胞参数由 0.836nm 变为 0.837nm，体积变化小于 0.2%，“零应变”下材料 结构稳定，循环性好；
嵌锂电位高，不易引起锂枝晶。钛酸锂嵌锂电位为 1.55V，高于锂离子的还原电位，因 此不易产生锂枝晶，提升安全性；
不生成 SEI 膜，再次提高安全性。因高于电解液的分解电压而不会生成 SEI 膜，没有 SEI 膜被破坏脱落的隐患；
循环过程中锂离子扩散系数也高于碳负极体系，因此是具备高循环优安全的负极材料。
钛酸锂劣势明显，克容量低、倍率性能差、成本高等问题限制更大范围的使用。（1）材料理 论克容量 175mAh/g，电压平台较低，因此比能量较低；（2）导电性能差，导致其在大电流 放电条件下极化严重，容量衰减快，倍率性能差；（3）吸湿性强，导致高温产气严重，高温 循环性能差；（4）材料制备工艺复杂，成本高，电芯成本是相同能量 LFP 电池的 3 倍以上。
钛酸锂改性方法多样，但往往无法保持综合性能，有待更深入开发。（1）改善材料形貌尺寸， 如颗粒纳米化、球化、多孔化等，缩短锂离子进出路径，提高比容量，但易造成与电解液的反应而形成 SEI 膜；（2）金属掺杂后的改性材料导电性提高，但循环稳定性可能会降低；（3） 表面改性如碳包覆技术，可以提高电子电导率，但包覆后锂离子会在脱嵌过程中受到一定阻 碍。综合看，寻找合适的离子、适当的掺杂比例、改性技术的结合是未来工作的重点。
现有负极比容已接近上限，高比容潜力负极中硅基优势显著
高比能诉求下，现有商用负极难以满足需求，需要以更高比容的材料替代。（1）市场上的高 端石墨比容可达 360-365mAh/g，已接近理论上限，而钛酸锂等本身理论比容较小，因此均 难以满足更高比能的需求。（2）商业化负极尤其是碳负极材料，因嵌锂电位低，在循环过程 中可能会形成锂枝晶而引起电池短路。需针对问题开发更高比容的新型负极材料。
在众多可选的新型负极材料中，硅基材料是较具开发潜力的类型。高比容非碳负极包括锡基、 硅基、氧化物、过渡金属氮化物以及金属锂负极等。比较理化性质，硅基具备应用优势：（1） 按照理论比容排序，硅基负极可达 4200mAh/g，而其他负极大部分在 900mAh/g 左右；（2） Si 的嵌锂电位高于碳，析锂风险小；（3）Si 与普遍应用的电解液反应活性低，嵌锂过程中不 会引起溶剂分子与 Li+共嵌入的问题；（4）Si 是地壳中第二丰富元素，价格低廉。
硅基负极的规模应用需解决体积效应等关键问题：（1）巨大的体积变化带来材料的粉化与电 极的破坏。硅与锂的合金化反应使硅发生 1-3 倍的体积膨胀，材料产生裂纹直至粉化，带来 容量的快速衰减，较大的应力下影响结构稳定性，安全风险提高；（2）体积的变化使 SE I 膜 出现破裂与生成的交替，消耗活性物质与电解液，导致电池的内阻增加和容量的迅速衰减；（3）硅的导电性差，在高倍率下不利于电池容量的有效释放。
针对硅基负极的改性研究集中在解决体积效应、维持 SEI 膜稳定和提高首效三个方面。优化的方向包括：（1）硅源的改性研究。即通过制备纳米硅、多孔硅或合金硅的方式改善电化学 性能，但同时也会面临工艺的复杂性等问题；（2）制备复合材料。如制备结构稳定的硅碳负 极，提高导电性，增强机械强度。在开发过程中，碳源选择和结构设计是造成性能差异的关 键；（3）制备氧化亚硅（SiOx）材料。作为石墨与硅的折中方案（比容 1500mAh/g 左右）， 材料体积膨胀大大减小，循环性能提升，但首效较低也限制在全电池中的应用。
硅基负极产业化持续铺开，“硅基时代”临近
硅基负极研发集中度高，中国、日本、美国和韩国为主要申请国。统计 2000-2019 年 6 月与 锂离子电池硅基负极相关的专利数量，共计 28131 件，其中中国、日本、美国、韩国分列前 4 位。但日本、韩国和美国注重海外专利布局，中国申请人主要在国内进行专利布局。
日本申请人具有一定优势，中国申请数量大，但仍需进一步发展。统计前 100 名国际申请人 的国别，日本共有 35 家，且不同排名阶段的数量都占据绝对优势，主要有松下、索尼、日立 等。韩国则主要由三星和 LG 化学申请。中美分别有 23 家和 18 家申请人进入前 100 名。在 中国国内专利申请排名前 20 的申请人中，国外申请人依然占据较大比重，尤其是日本。中 国的企业中，比亚迪、贝特瑞、ATL 和万向集团进入前 20 名。
硅基负极产业化持续铺开，推动电池产品性能提升。特斯拉已将硅碳负极应用于 Model 3， 在人造石墨中加入 10%的硅，负极容量提升至 550mAh/g，单体能量密度达 300Wh/kg；日 本 GS 汤浅公司的硅基负极已成功应用在三菱汽车上。中国方面，宁德时代、国轩高科、万 向集团、比亚迪等正在加紧硅负极体系的研发和试生产。负极企业贝特瑞已实现硅碳负极量 产并为松下配套部分材料，杉杉股份、江西紫宸等具备小量试产能力。CATL 的高镍三元+硅 碳负极电芯比能达到 304Wh/kg，力神的 NCA+硅碳负极电芯也已达到 303Wh/kg。
产业化进程中，材料成本和生产工艺是两大制约因素。尽管硅基负极材料的性能在持续提高， 但在优化材料性能之外，还要考虑到制约产业化的其他因素：（1）材料成本：各家工艺差别较大，产品尚未达到标准化，导致价格较高。此外制备过程中常用到纳米硅粉，其生产对设 备要求高、能耗大，因此增加成本；（2）生产工艺：制备工艺较为复杂，有待成熟，并且所 匹配的主辅材对负极性能发挥影响大，相应的工艺也需要进行优化改善。
广汽应用新型硅负极材料，推动续航再上台阶。2020 年 7 月 28 日，广汽集团宣布采用新型 硅负极材料的方形硬壳电芯比能达到 275Wh/kg，将使电动车续航突破 1000km。2021 年 4 月 9 日的广汽科技日再次强调长续航技术将于 2021 年量产，采用海绵硅负极片电池技术使 电芯比能超过 280Wh/kg（未来提升至 315Wh/kg），同时解决硅材料膨胀问题。这将是全球 首次将新型硅负极材料应用到大型动力电池电芯产品，使硅材料的动力领域实用化更进一步。
来源：DT新材料新材料智库
负极的格局相比正极的格局更加清晰，传统的石墨负极仍然是主流的应用产品。但是更高比 容负极的开发对于未来先进电池体系的推进仍然是有必要的，硅基负极、金属锂负极是研发 的热点。总体来说，负极的开发方向是低成本、高比容。
我们认为，碳材料无论是当下还是未来，仍然是重要的负极基体，在实现更高比容负极的过 渡阶段，碳材料的加入不仅能够起到提升导电性的作用，也是重要的承载物质。在中期的产 业应用上，硅基负极则具备较大的推广可能性，特斯拉的硅碳负极已经实现商用，但并非完 全的硅负极，为将硅的性能更完全的释放，仍然需要通过材料改性等手段持续开发；长期来 看，金属锂负极因高比容低电位而具有应用潜力，但是在动力领域所面临的困难需要较长时 间来解决，如锂枝晶带来的安全风险等，因此金属锂负极可能中短期在无人机等细分领域进 行推广商用，在渐进式的演进前提下，在车用动力领域预计还需 5-10 年的产业化过程。
负极当下格局：碳基是商用主流，钛酸锂因高安全应用于细分领域
负极是储锂的主体，其中碳材料是负极商业化应用中的首选与主流。锂二次电池负极材料在 充放电过程中实现锂离子的脱嵌，选用时遵循比容高、电势低、循环性能好、兼容性强、稳 定性好与价格低廉等原则。理论上，金属锂因低电势和高比容是理想的负极，但活性锂与锂 枝晶等带来的安全问题阻碍其发展。碳材料因价格低廉、为层状晶体带来较高比容量（LiC6 理论比容为 372mAh/g）、循环性及安全性好，取代金属锂作负极，推动锂二次电池商业化。
碳基材料种类繁多，当下负极材料中人造石墨和天然石墨是主流产品。若按照结构划分锂离 子电池碳材料，包括石墨、非石墨与掺杂型碳，石墨类又可分为天然石墨、人工石墨、中间 相碳微球等。天然石墨成本低、技术成熟度高，但首效较低、倍率性能较差，主要用于消费 类电池。人造石墨则一般采用致密的石油焦或针状焦作前驱体制成，避免天然石墨的表面缺 陷，首次效率与倍率性能提升，因此在动力领域份额不断扩大。据 GGII，2020 年中国锂电 池负极材料出货量 36.5 万吨，同比稳健增长，其中人造石墨占比 84%，份额逐年提升。
石墨类产品应用中存在缺陷，通过改性来提高产品性能。如天然石墨存在表面缺陷多、各向 异性容易析锂等问题：（1）针对其表面缺陷多、电解液耐受性差的问题，采用表面活性剂、 包覆等方式进行改性，提高部分性能；（2）针对其强烈各向异性的问题，工业生产中常采用 机械处理的手段对颗粒形貌进行球形化整形，处理后粒径 D50 范围 15~20μm，首效和循环 性能明显改善。人造石墨因各向异性导致倍率性能、低温性能差，充电易析锂的问题，其改 性不同于天然石墨，一般通过颗粒结构重组降低石墨晶粒取向度。
具备某方面突出性能优势的负极材料如钛酸锂，可满足特定需求，适合在部分细分领域应用。嵌锂碳材料因本身理化性质具有以下缺陷：（1）形成 SEI 膜，循环过程中造成 Li+损耗与碳 材料结构的破坏；（2）析出锂枝晶，增加安全隐患。在公共交通领域电动化进程中对安全性 的诉求落实到负极材料，需要负极电位稍正于碳、更加安全可靠。尖晶石型钛酸锂（Li4Ti5O12） 因具备突出的安全性能优势，在公共交通领域有一定应用：
“零应变材料”，结构稳定。在循环过程中，锂离子逐渐嵌入，最终形成深蓝色的岩盐相 Li7Ti5O12，晶胞参数由 0.836nm 变为 0.837nm，体积变化小于 0.2%，“零应变”下材料 结构稳定，循环性好；
嵌锂电位高，不易引起锂枝晶。钛酸锂嵌锂电位为 1.55V，高于锂离子的还原电位，因 此不易产生锂枝晶，提升安全性；
不生成 SEI 膜，再次提高安全性。因高于电解液的分解电压而不会生成 SEI 膜，没有 SEI 膜被破坏脱落的隐患；
循环过程中锂离子扩散系数也高于碳负极体系，因此是具备高循环优安全的负极材料。
钛酸锂劣势明显，克容量低、倍率性能差、成本高等问题限制更大范围的使用。（1）材料理 论克容量 175mAh/g，电压平台较低，因此比能量较低；（2）导电性能差，导致其在大电流 放电条件下极化严重，容量衰减快，倍率性能差；（3）吸湿性强，导致高温产气严重，高温 循环性能差；（4）材料制备工艺复杂，成本高，电芯成本是相同能量 LFP 电池的 3 倍以上。
钛酸锂改性方法多样，但往往无法保持综合性能，有待更深入开发。（1）改善材料形貌尺寸， 如颗粒纳米化、球化、多孔化等，缩短锂离子进出路径，提高比容量，但易造成与电解液的反应而形成 SEI 膜；（2）金属掺杂后的改性材料导电性提高，但循环稳定性可能会降低；（3） 表面改性如碳包覆技术，可以提高电子电导率，但包覆后锂离子会在脱嵌过程中受到一定阻 碍。综合看，寻找合适的离子、适当的掺杂比例、改性技术的结合是未来工作的重点。
现有负极比容已接近上限，高比容潜力负极中硅基优势显著
高比能诉求下，现有商用负极难以满足需求，需要以更高比容的材料替代。（1）市场上的高 端石墨比容可达 360-365mAh/g，已接近理论上限，而钛酸锂等本身理论比容较小，因此均 难以满足更高比能的需求。（2）商业化负极尤其是碳负极材料，因嵌锂电位低，在循环过程 中可能会形成锂枝晶而引起电池短路。需针对问题开发更高比容的新型负极材料。
在众多可选的新型负极材料中，硅基材料是较具开发潜力的类型。高比容非碳负极包括锡基、 硅基、氧化物、过渡金属氮化物以及金属锂负极等。比较理化性质，硅基具备应用优势：（1） 按照理论比容排序，硅基负极可达 4200mAh/g，而其他负极大部分在 900mAh/g 左右；（2） Si 的嵌锂电位高于碳，析锂风险小；（3）Si 与普遍应用的电解液反应活性低，嵌锂过程中不 会引起溶剂分子与 Li+共嵌入的问题；（4）Si 是地壳中第二丰富元素，价格低廉。
硅基负极的规模应用需解决体积效应等关键问题：（1）巨大的体积变化带来材料的粉化与电 极的破坏。硅与锂的合金化反应使硅发生 1-3 倍的体积膨胀，材料产生裂纹直至粉化，带来 容量的快速衰减，较大的应力下影响结构稳定性，安全风险提高；（2）体积的变化使 SE I 膜 出现破裂与生成的交替，消耗活性物质与电解液，导致电池的内阻增加和容量的迅速衰减；（3）硅的导电性差，在高倍率下不利于电池容量的有效释放。
针对硅基负极的改性研究集中在解决体积效应、维持 SEI 膜稳定和提高首效三个方面。优化的方向包括：（1）硅源的改性研究。即通过制备纳米硅、多孔硅或合金硅的方式改善电化学 性能，但同时也会面临工艺的复杂性等问题；（2）制备复合材料。如制备结构稳定的硅碳负 极，提高导电性，增强机械强度。在开发过程中，碳源选择和结构设计是造成性能差异的关 键；（3）制备氧化亚硅（SiOx）材料。作为石墨与硅的折中方案（比容 1500mAh/g 左右）， 材料体积膨胀大大减小，循环性能提升，但首效较低也限制在全电池中的应用。
硅基负极产业化持续铺开，“硅基时代”临近
硅基负极研发集中度高，中国、日本、美国和韩国为主要申请国。统计 2000-2019 年 6 月与 锂离子电池硅基负极相关的专利数量，共计 28131 件，其中中国、日本、美国、韩国分列前 4 位。但日本、韩国和美国注重海外专利布局，中国申请人主要在国内进行专利布局。
日本申请人具有一定优势，中国申请数量大，但仍需进一步发展。统计前 100 名国际申请人 的国别，日本共有 35 家，且不同排名阶段的数量都占据绝对优势，主要有松下、索尼、日立 等。韩国则主要由三星和 LG 化学申请。中美分别有 23 家和 18 家申请人进入前 100 名。在 中国国内专利申请排名前 20 的申请人中，国外申请人依然占据较大比重，尤其是日本。中 国的企业中，比亚迪、贝特瑞、ATL 和万向集团进入前 20 名。
硅基负极产业化持续铺开，推动电池产品性能提升。特斯拉已将硅碳负极应用于 Model 3， 在人造石墨中加入 10%的硅，负极容量提升至 550mAh/g，单体能量密度达 300Wh/kg；日 本 GS 汤浅公司的硅基负极已成功应用在三菱汽车上。中国方面，宁德时代、国轩高科、万 向集团、比亚迪等正在加紧硅负极体系的研发和试生产。负极企业贝特瑞已实现硅碳负极量 产并为松下配套部分材料，杉杉股份、江西紫宸等具备小量试产能力。CATL 的高镍三元+硅 碳负极电芯比能达到 304Wh/kg，力神的 NCA+硅碳负极电芯也已达到 303Wh/kg。
产业化进程中，材料成本和生产工艺是两大制约因素。尽管硅基负极材料的性能在持续提高， 但在优化材料性能之外，还要考虑到制约产业化的其他因素：（1）材料成本：各家工艺差别较大，产品尚未达到标准化，导致价格较高。此外制备过程中常用到纳米硅粉，其生产对设 备要求高、能耗大，因此增加成本；（2）生产工艺：制备工艺较为复杂，有待成熟，并且所 匹配的主辅材对负极性能发挥影响大，相应的工艺也需要进行优化改善。
广汽应用新型硅负极材料，推动续航再上台阶。2020 年 7 月 28 日，广汽集团宣布采用新型 硅负极材料的方形硬壳电芯比能达到 275Wh/kg，将使电动车续航突破 1000km。2021 年 4 月 9 日的广汽科技日再次强调长续航技术将于 2021 年量产，采用海绵硅负极片电池技术使 电芯比能超过 280Wh/kg（未来提升至 315Wh/kg），同时解决硅材料膨胀问题。这将是全球 首次将新型硅负极材料应用到大型动力电池电芯产品，使硅材料的动力领域实用化更进一步。
来源：DT新材料新材料智库
李白《登金陵凤凰台》有“三山半落青天外，二水中分白鹭洲”句，其中的『三山』和『白鹭洲』，许多人未必分明。
今天南京有白鹭洲公园，在武定门与夫子庙中间，联通水道，依傍城墙，风景可称秀美，但却不是李白笔下的所在。李白的另一首诗，《宿白鹭洲寄杨江宁》，曰“朝别朱雀门，暮栖白鹭洲。” 这里也还不明确方位。宋朝《景定建康志》卷19引《丹阳记》曰：“白鹭洲在县西三里，洲在大江中，多聚白鹭，因以名之。” 可见白鹭洲当时在长江里。后来江道有所偏移，但未有大的改道，所以必在城西邻江几里内。《宋史·曹彬传》：开宝八年(975)，“(采石)浮梁成，吴人出兵来御，破之于白鹭洲”。宋军从采石矶搭浮桥过江南下，与南唐在白鹭洲对战胜之，可见白鹭洲当时在采石矶沿江南下的路上。按考据，古白鹭洲在今江苏南京市西南，与新林浦相对。
《水经注》曰：江水以三山，又湘浦出焉。水上南北结浮桥渡水，故曰板桥。浦江又北，以新林浦。
这里就又提到了三山。三山者，三山矶也，以有三峰得名，在今板桥以南。长江从西南来，此山特当其冲，形势奇险。六朝都建康，三山为其西南江防要隘，故又称护国山。《晋书·王濬传》：西晋太康元年伐吴，濬自发蜀，“顺流鼓棹，径造三山”，即此处。
南朝时，许多军事政治行动，发生在从建康石头城，到菊花台、三山矶，再到采石矶（在今马鞍山）之间，就是这条线路。
新林浦在今天菊花台向三山矶行进路上，今天尤在秦淮新河河畔，想必，李白时的白鹭洲就在此处不远，能眺望西南方向江边的三山矶。
今天南京有白鹭洲公园，在武定门与夫子庙中间，联通水道，依傍城墙，风景可称秀美，但却不是李白笔下的所在。李白的另一首诗，《宿白鹭洲寄杨江宁》，曰“朝别朱雀门，暮栖白鹭洲。” 这里也还不明确方位。宋朝《景定建康志》卷19引《丹阳记》曰：“白鹭洲在县西三里，洲在大江中，多聚白鹭，因以名之。” 可见白鹭洲当时在长江里。后来江道有所偏移，但未有大的改道，所以必在城西邻江几里内。《宋史·曹彬传》：开宝八年(975)，“(采石)浮梁成，吴人出兵来御，破之于白鹭洲”。宋军从采石矶搭浮桥过江南下，与南唐在白鹭洲对战胜之，可见白鹭洲当时在采石矶沿江南下的路上。按考据，古白鹭洲在今江苏南京市西南，与新林浦相对。
《水经注》曰：江水以三山，又湘浦出焉。水上南北结浮桥渡水，故曰板桥。浦江又北，以新林浦。
这里就又提到了三山。三山者，三山矶也，以有三峰得名，在今板桥以南。长江从西南来，此山特当其冲，形势奇险。六朝都建康，三山为其西南江防要隘，故又称护国山。《晋书·王濬传》：西晋太康元年伐吴，濬自发蜀，“顺流鼓棹，径造三山”，即此处。
南朝时，许多军事政治行动，发生在从建康石头城，到菊花台、三山矶，再到采石矶（在今马鞍山）之间，就是这条线路。
新林浦在今天菊花台向三山矶行进路上，今天尤在秦淮新河河畔，想必，李白时的白鹭洲就在此处不远，能眺望西南方向江边的三山矶。
✋热门推荐