镍钴二元材料具有电压高、能量密度高、成本相对低廉等众多优点，但是其耐过充能力差、热稳定性差、放电不可逆、容量高等缺陷大大限制了镍钴二元材料在动力电池领域中的使用。在镍钴二元材料中掺杂少量的铝之后得到的三元镍钴铝（NCA）材料能显著改善镍钴二元材料的稳定性和安全性，降低镍锰二元材料的成本，而且三元NCA材料同时具有高克容量和高能量密度使其成为动力电池领域的新贵。虽然NCA的比容量高，但是和石墨负极组装成电池后，其能量密度还是很难大幅度提高，找到一种高电池容量的负极材料和NCA三元正极匹配才能有效地将电池的单体能量密度提高到300Wh/kg以上。 

在石墨负极掺杂其他元素或者化合物能显著提高石墨负极的容量和电化学性能，其中硅的储锂理论容量是石墨容量的10倍以上，可以达到4200mAh/g，是所有可以提高石墨负极的掺杂元素中理论容量高的。另外硅的安全性能优于石墨负极材料，这是因为硅的电压平台高于石墨，所以在充放电过程中硅表面不容易析锂，从而提高电池的安全性。同时作为自然界丰富的元素之一，硅的来源广，制作成本低。三元NCA硅碳材料体系由于其在能量密度上的*优势受到越来越多电池制造厂家和材料研究者的重点关注。