리튬 이온 배터리는 높은 에너지 밀도, 긴 사이클 수명, 친환경 등의 장점으로 휴대용 전자 제품과 전기 자동차에 널리 사용되고 있습니다. 현재 흑연을 음극으로 하는 리튬 이온 배터리 용량은 아직 전기 자동차의 긴 항속 요구를 충족시키지 못하고 있다. 실리콘 기반 소재는 용량이 크고 방전 플랫폼이 낮으며 에너지 저장이 풍부하여 가장 잠재력이 있는 차세대 리튬 배터리 음극 소재입니다. 그러나 실리콘 기반 재료의 상업화는 그 자체의 요인에 의해 심각하게 제한된다. 첫째, 리튬 삽입 과정에서 부피가 크게 변하면서 입자분화로 이어지기 쉬우며, 활성 물질이 집유체를 떠나고, SEI 막이 끊임없이 생겨나 결국 전기화학 성능이 떨어지는 그림 1 과 같이 실리콘의 실효 기계의 도식입니다. 또한 실리콘 기반 재질의 전도율은 상대적으로 낮고, 실리콘에서의 리튬 확산률은 상대적으로 낮으며, 리튬 이온 및 전자의 전송에는 좋지 않습니다. 현재 주요 해결 방법은 나노화와 복합입니다. 실제 응용은 주로 탄소 소재를 섞거나 실리콘 소재의 구조적 끝을 설계하여 전도성과 리튬 이온 전송성을 높이는 것입니다.

본 논문에서는 주사 전자 현미경, 분말 전도도 및 압축 밀도 시험 장비를 이용하여 상이한 도핑 비율의 실리콘 탄소 재료와 상이한 소결 공정을 갖는 실리콘 기반 재료의 형태, 전자 전도도, 압축 밀도 및 압축 특성을 체계적으로 시험 및 분석 하였다.