锂离子电池能量密度提升可以从电池结构、电池材料两大领域进行优化。从电池材料方面来看，正极材料、负极材料均会影响锂离子电池的能量密度。传统锂离子电池负极材料采用石墨，石墨负极理论容量有限，目前开发已接近极限，难以进一步提升，高容量硅基负极材料因此受到关注。
 　　在锂离子电池充放电过程中，正极材料中的锂离子脱嵌，通过电解液移动到负极存储，实现充电，负极材料的锂离子释放移动到正极嵌入，实现放电。负极材料能够存储与释放的锂离子数量，直接影响锂离子电池能量密度。石墨负极的理论容量为372mAh/g，而硅基负极的理论容量达到4200mAh/g。硅基负极理论容量高，是一种高容量负极材料。因此高容量硅基负极材料成为下一代锂离子电池负极材料的理想选择之一。
　　除高容量特征外，硅基负极材料也具有优良的安全性。石墨的嵌锂电位接近锂金属的沉积电位，在石墨负极表面，锂离子存在以锂金属的形式析出的可能性，持续生长会产生锂枝晶，造成锂离子电池安全性下降。而高容量硅基负极材料在充电时，可以避免表面析锂现象，与石墨负极相比，安全性更高。
　　预计2025年，全球高容量硅基负极材料市场规模将达到300亿元左右。高容量硅基负极材料主要包括硅氧负极材料、硅碳负极材料两条技术路线。硅氧负极材料循环稳定性较好、能量密度高、倍率性能较好；硅碳负极材料能量密度高、首次效率高、倍率性能较好、快充性能优异。
　　在电子、汽车等领域对电池能量密度要求不断提高背景下，高容量硅基负极材料开发与应用需求迫切。现阶段，我国高容量硅基负极材料相关布局企业数量较多，主要包括宁德时代、天目先导、比克电池、贝特瑞、杉杉股份、国轩高科、正拓能源、亿纬锂能、江西紫宸、深圳斯诺、硅宝科技等。我国小米、华为、vivo等手机品牌，以及蔚来、广汽埃安等新能源汽车品牌，均有产品搭载使用高容量硅基负极材料的电池。
    但高容量硅基负极材料研制也存在难题，例如硅碳负极的体积膨胀率较高导致循环性能较差，硅氧负极材料的首次效率较低导致克容量有所减少，因此高容量硅基负极材料的技术工艺依然面临着优化问题。中国五矿集团有限公司开发了一种高容量硅基负极材料，克容量≥450mAh/g，首次效率≥87%，常温1C循环800周容量保持率≥80%。