化学气相沉积法（CVD 法）是硅碳负极材料产业化皃�/span>核心工艺，其核心逻辑是通过 “多孔碳骨架承载 + 气相硅沉� + 二次碳包覆� 的三步法，精准调控硅的粒径、分散性及界面稳定性，从根本上缓解硅的体积膨胀问题，同时保证材料高容量与循环寿命的平衡、�/span>

一、CVD 法核心原琅�/h3>

CVD 法利�?span style="-webkit-font-smoothing: antialiased; box-sizing: border-box; -webkit-tap-highlight-color: rgba(0, 0, 0, 0); outline: none; border: 0px solid; margin: 0px; padding: 0px; font-weight: 700; line-height: 28px; overflow-anchor: auto;">挥发性硅源（如硅� SiH₄）在高温下热解，将纳米硅颗粒原位沉积到预先制备的多孔碳骨架孔隙中，再通过二次碳包覆形� “碳骨架 - 纳米� - 包覆碳� 的三维复合结构、�/p>

• 多孔碳骨架：提供 “物理缓冲空间”，吸收硅嵌锂时的体积膨胀（硅嵌锂后体积膨胀可达 300%-400%）；

• 纳米硅沉积：硅颗粒尺寸控制在 10-50nm，减少单颗粒膨胀应力，同时提升锂嵌入 / 脱嵌效率：�/p>

• 二次碳包覆：形成致密导电层，降低界面阻抗，防止硅颗粒与电解液直接反应生成不稳� SEI 膜、�/p>

二、CVD 法完整工艺流程（工业化标准路线）

CVD 法工艺分丹�span style="-webkit-font-smoothing: antialiased; box-sizing: border-box; -webkit-tap-highlight-color: rgba(0, 0, 0, 0); outline: none; border: 0px solid; margin: 0px; padding: 0px; font-weight: 700; line-height: 28px; overflow-anchor: auto;">三大核心阶段，每个阶段的原料选择、工艺参数（温度、压力、气体比例）直接决定最终材料性能，以下为工业化量产的典型流程９�/p>

阶段 1：多孔碳骨架制备（“载体先行”）

多孔碳骨架是 CVD 法的 “基础载体”，其孔隙率、孔径分布、导电性直接影响后续硅的沉积效果。目前主流碳源分丹�span style="-webkit-font-smoothing: antialiased; box-sizing: border-box; -webkit-tap-highlight-color: rgba(0, 0, 0, 0); outline: none; border: 0px solid; margin: 0px; padding: 0px; font-weight: 700; line-height: 28px; overflow-anchor: auto;">树脂培�/span>咋�span style="-webkit-font-smoothing: antialiased; box-sizing: border-box; -webkit-tap-highlight-color: rgba(0, 0, 0, 0); outline: none; border: 0px solid; margin: 0px; padding: 0px; font-weight: 700; line-height: 28px; overflow-anchor: auto;">生物质基两类，工艺差异显著：

核心目的：制� “蜂窝状� 多孔结构，为纳米硅提供均匀的沉积位点和膨胀缓冲空间。例如，贝特瑞采用酚醛树脂基碳骨架，孔隙率控制在 65%，可使后续硅沉积后膨胀� < 20%、�/p>

阶段 2：纳米硅气相沉积（“精准嵌硅”）

这是 CVD 法的核心步骤，通过控制硅烷热解条件，实现纳米硅在碳骨架孔隙内的均匀沉积，避免硅颗粒团聚（团聚会导致局部膨胀破裂）、�/p>

• 工艺设备：管� CVD 炉（量产级为 100kg / 批次，实验室级为 100g / 批次）；

• 硅源选择：主流为高纯度硅烷（SiH₄，纯度 99.999%），替代方案包括二氯硅烷（SiH₂Cl₂），但硅烷热解效率更高（硅产率 > 85%）；

• 关键工艺参数（量产级优化值）９�/p>

1. 反应温度�?00-650℃（温度过低硅烷热解不完全，过高会导致硅颗粒长大� 100nm 以上）；

2. 反应压力�?00-300Pa（微正压，防止空气进入氧化硅）；

3. 气体比例：硅烷（SiH₄）: 氩气（Ar，惰性保护气（�1:4（体积比），氩气过量可稀释硅烷，避免局部硅浓度过高导致团聚：�/p>

4. 沉积时间�?-4h（根据目标硅含量调整，硅含量 10%-15% 对应沉积 2h�?0% 对应 4h）、�/p>

性能效果：沉积后的纳米硅粒径控制� 10-30nm，在碳骨架内分散均匀，材料克容量可达 1800-2000mAh/g（是传统石墨负极� 4-5 倍），首次库伦效率（ICE）≥90%（ICE 越高，首次充放电的容量损失越小，产业化价值越高）。例如，宁德时代通过专利（CN119852337A）优化硅烷沉积温度至 620℃，使材� ICE 提升� 93.8%，循� 1000 次后容量保持率达 89.3%、�/p>

阶段 3：二次碳包覆（“界面强化”）

纳米硅表面化学活性高，易与电解液反应生成不稳� SEI 膜（导致循环寿命衰减），因此需通过二次碳包覆形� “保护层 + 导电层”、�/p>

• 碳源选择：乙炔（C₂H₂）、丙烷（C₃H₈）等烃类气体，乙炔碳产率高（碳包覆层致密性好）；

• 关键工艺参数９�/p>

1. 包覆温度�?00-1000℃（高温使烃类热解生成无定形碳，与硅 / 碳骨架结合更紧密）；

2. 气体比例：乙炔（C₂H₂）: 氩气（Ar（�2:7（体积比）；

3. 包覆时间�?-2h（形� 5-10nm 厚的碳包覆层，过厚会降低容量，过薄则保护不足）、�/p>

核心作用９�/p>

1. 提升导电性：碳包覆层电导� > 50S/m，解决纳米硅本身导电性差（电导率 < 10⁻⁴S/m）的问题：�/p>

2. 稳定 SEI 膜：避免硅与电解液直接接触，� SEI 膜在循环中不易破裂、再生（减少容量衰减）；

3. 提升压实密度：碳包覆层可使材料压实密度从 1.2g/cm³ 提升� 1.5g/cm³ 以上（压实密度越高，电池体积能量密度越大）。例如，贝特瑞第六代硅碳负极通过二次碳包覆，压实密度� 1.55g/cm³，可适配 4.35V 高电压平台（高电压电池对材料稳定性要求更高）、�/p>