電池開発における主な課題の一つは、適切な負極材料を見つけることです。従来のグラファイトなどの負極材料は、容量が限られており、高速充電時の性能も劣っています。そのため、研究者たちは電池性能を向上させるために、新しい負極材料の探索を積極的に行っています。

シリコンベースの負極材料は、近年の電池材料分野におけるホットな研究テーマです。シリコンベース負極材料は、リチウムイオン電池の負極材料の一種で、シリコンを主な活性物質として使用しています。その動作原理は、充電プロセス中に正極材料からリチウムイオンが放出され、電解質を通過してシリコンベース負極材料の表面に到達し、シリコン合金と反応してリチウムリッチ層を形成することです。放電プロセス中には、リチウムイオンがリチウムリッチ層から放出され、電解質を通過して正極材料に戻ります。

従来のグラファイト負極材料と比較して、シリコンベース負極材料はより高い比容量とエネルギー密度、および優れたサイクル性能を有しています。リチウムイオン電池に高容量と長いサイクル寿命を提供できるため、電気自動車や高出力電池アプリケーションに非常に適しています。