リチウムイオン電池（LIB）のエネルギー密度を飛躍的に向上させる切り札とされるシリコン負極。しかし充放電に伴う最大３倍の体積変化がSEI（固体電解質界面層）を破壊し、早期劣化を招くというジレンマがあった。今回、電解液添加剤であるビニレンカーボネート（VC）と、フッ化水素（HF）を選択的に除去する捕捉剤を組み合わせることで、この課題への突破口が開けた。

VCは電解液中で優れた機械的柔軟性を持つ高分子SEIを形成し、膨張・収縮を繰り返すシリコン表面を物理的に包み込む。これだけでは不十分だ。リチウム六フッ化リン酸塩（LiPF₆）系電解液で不可避に発生するHFがSEIや正極CEIを侵食し、遷移金属の溶出を促す化学的要因がある。

そこで登場するのがDMVC-OTMSなどのHF捕捉剤である。VCによるSEI補強とHF中和を同時に働かせることで、

  • SEI層の亀裂・剥離を抑制
  • 電解液副反応の低減
  • 容量維持率とサイクル寿命の大幅向上
  • 高速充電対応性の確保
という相乗効果を引き出す。この二剤併用戦略は、次世代高容量LIBの実装に向けた最前線のソリューションとして注目を集めている。