硅作为锂离子电池理想的负极材料，具有如下优点：

　　1）硅可与锂形成Li4.4Si合金，理论储锂比容量高达4200mAh/g（超过石墨比容量的10倍）；

　　2）硅的嵌锂电位（0.5V）略高于石墨，在充电时难以形成“锂枝晶”；

　　3）硅与电解液反应活性低，不会发生有机溶剂的共嵌入现象。

　　然而，硅电极在充放电过程中会发生循环性能下降和容量衰减，主要有两大原因：

　　1）硅与锂生成Li4.4Si合金时，体积膨胀高达320%，巨大的体积变化易导致活性物质从集流体中脱落，从而降低与集流体间的电接触，造成电极循环性能迅速下降；

　　2）电解液中的LiPF6分解产生的微量HF会腐蚀硅，造成了硅电极容量衰减。

　　为了提高硅电极的电化学性能，通常有如下途径：制备硅纳米材料、合金材料和复合材料。如Ge等采用化学刻蚀法制备了硼掺杂的硅纳米线，在2A/g充放电电流下，循环250周后容量仍可达到2000mAh/g，表现出优异的电化学性能，归因于硅纳米线的锂脱嵌机制能有效缓解循环过程中的体积膨胀。Liu等通过高能球磨法制备了Si-NiSi-Ni复合物，然后利用HNO3溶解复合物中的Ni单质，得到了多孔结构的Si-NiSi复合物

　　硅碳高倍率锂电池硅基材料在脱嵌锂过程中会遭受严重的体积膨胀和收缩（形变量超过300%）。巨大的体积变化不仅导致了材料粉碎从而与集流体和电解液失去电接触，同时也使得负极的固体电解质界面膜（SEI）处于不断碎裂和修复的动态过程，并不断消耗正极材料的活性锂。

　　因此硅负极不尽人意的循环稳定性及倍率性能常为人所诟病