실리콘 기반 양극(애노드) 소재는 저(低) 작동 전위, 풍부한 자원, 그리고 현저하게 큰 비용량 때문에 차세대 리튬이온전지(LIBs)의 일반적으로 사용되는 흑연에 대한 가장 유망한 대안으로 주목받고 있다. 이러한 실리콘계( Si ) 애노드 소재는 탁월한 전기화학적 특성으로 인해 전기자동차, 대규모 저장 장치, 휴대용 기기 등에 필요한 에너지 요구를 충족할 것으로 기대된다. 그러나 Si 애노드를 기반으로 한 LIBs는 큰 부피 팽창, 사이클링 과정에서의 계면 부반응, 그리고 상(phase) 전이와 같은 여러 문제에 직면하였으며, 이로 인해 실제 적용이 저해되었다. Si 소재에 의해 촉진되는 LIBs의 상용화를 위해서는 이러한 전극에서 나타나는 성능 저하 메커니즘에 대한 이해가 필수적이다. 고성능 LIBs에서의 근본적인 성능 저하 메커니즘을 규명하기 위해서는 고급 분석 기법이 중요한 역할을 할 수 있다. 본 총설은 Si 기반 애노드 소재의 성능 저하와 관련된 근본적인 실패 메커니즘을 조명하고, 이러한 성능 저하 메커니즘을 이해하기 위한 고급 특성분석 방법을 논의한다. 또한, LIBs용 Si 기반 애노드 소재의 실제 적용을 향상시키기 위한 향후 연구 방향과 도전 과제의 개요를 다루었다.

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