無線設備、電動車、5G技術等方向的發展對電池性能提出了更高的要求。目前，隨著能量密度的提升，商用液態鋰離子電池的安全隱患也愈發嚴重，傳統液態鋰離子電池的發展遭遇瓶頸，難以滿足新型電池應用場景的安全性和能量密度要求。全固態電池可望在高能量密度的電池體系下實現高安全性，因此受到廣泛關注。
全固態電池的技術路線依電解質材料的不同，主要分為氧化物全固態電池、硫化物全固態電池和聚合物全固態電池。其中，硫化物固態電解質具有最高的鋰離子電導率、優異的機械性能和較寬的工作溫度範圍，是目前非常實用的全固態電池系統。
然而，硫化物固態電解質的電化學穩定窗口相對較窄；硫化物固態電解質與鋰金屬匹配時，界面副反應嚴重，有鋰枝晶生長問題。組裝電池的性能在正極活性物質負載量、電池循環壽命、充放電倍率等方面難以與目前商用的鋰離子電池相比具有競爭優勢。因此，硫化物全固態電池體系需要尋找金屬鋰的替代負極材料。
目前，全固態電池中矽基負極材料的有效改質方法較少。影響其電化學性能的關鍵因素主要包括外部壓力、黏結劑及導電劑、矽顆粒尺寸、結構設計和表面改質。
外部壓力
外部壓力是指在全固態電池工作過程中施加於電池的壓力，該壓力能夠有效保證電極與電解質之間的固-固接觸，並確保循環過程中矽負極內部有效的電子和離子傳導。
黏結劑
在液態電池中，適用於矽負極的黏結劑得到了廣泛的研究。它們具有自修復、高機械強度、高彈性以及良好的電子或離子傳導能力等特殊性能，可有效提升矽負極的循環穩定性和倍率性能。
導電劑
導電劑也是矽電極中的重要組成部分，可以促進矽電極內部的電子傳導。然而，對於硫化物全固態電池，導電劑碳會促進硫化物固態電解質的分解。
矽的粒徑
奈米矽在鋰化過程中比微米矽具有更好的應力釋放，並且鋰離子的擴散路徑更短，從而具有更好的循環和倍率性能。因此，奈米結構矽在液態鋰離子電池中得到了廣泛的應用，例如奈米多孔顆粒、奈米線和奈米纖維。然而，研究人員發現，在硫化物全固態系統中使用Si時，活性物質與電解質為固-固接觸，奈米Si難以在固態電極中均勻分散，進而影響複合負極活性物質的利用率。微米Si在固態電池中的表現可能得益於更均勻的電極形貌，其電化學性能可能優於奈米Si，同時還能有效降低成本。
矽負極結構設計
合理的結構設計可以為矽負極的體積膨脹提供緩衝空間，防止矽負極與電解質反應，從而提高其循環穩定性。然而，在結構設計時也應考慮材料的壓實密度。多孔材料的孔隙會降低電池的體積能量密度，需要全面評估兩者，選擇最適合的範圍。
表面改性
表面改質是液態電池中矽負極材料改質的常用方法之一。它能夠維持矽的結構穩定性，提高矽負極表面的電子或離子傳導，減少SEI的形成，但目前關於硫化物全固態電池中矽負極材料表面改質的報道相對較少。