硅負極在嵌鋰/脫鋰過程中通常伴隨著嚴重的體積變化(300%-400%),從而導致活性物質粉化,固體電解質界面層(SEI)持續生成,活性物質與集流體接觸不良,以及低的初始庫侖效率(ICE)。這些嚴重的惡化對硅負極的實際應用有很大的影響。此外,固有的低電導率(10^?5S cm?1)和遲緩的離子擴散動力學(~10^-14 cm2 s?1)在實現大規模應用中具有很大壓力。
為了解決上述問題,通過電極設計(包括穩定結構、SEI構建、混合結構設計、表/界面工程)以及新型粘結劑和電解液設計來提高硅負極LiBs的性能。
雖然硅負極鋰離子電池的性能有了很大提高,但大部分性能參數都是在半電池的基礎上獲得的,且它們的活性物質負載量相對較低,鋰源和電解液過剩。
在大多數情況下,諸如體積膨脹、安全性和實際功率密度等問題都應被考慮。因此,到目前為止,硅負極的工業應用仍然很困難。該領域面向實際應用的研究勢在必行。