硅烯是一種具有蜂窩狀結(jié)構(gòu)的層狀硅材料，可通過(guò)分子束外延以及固相反應(yīng)的方法制備得到。由于在硅烯中，硅原子間的鍵長(zhǎng)要比石墨烯中碳原子間的鍵長(zhǎng)大許多，所以硅烯中層間原子排列具有曲翹的排列結(jié)構(gòu)。

相比于傳統(tǒng)金剛石結(jié)構(gòu)的硅材料，硅烯的層間耦合用途是范德華力，層與層之間供應(yīng)了可供鋰離子插入的空間，確保在充放電過(guò)程中硅烯的結(jié)構(gòu)不被破壞，從而防止了傳統(tǒng)硅電極材料在充放電過(guò)程中電極體積膨脹的問(wèn)題。鋰離子電池負(fù)極材料利用硅烯制作的負(fù)極材料的穩(wěn)定性和循環(huán)次數(shù)都可以得到很大的提高，相比于石墨，多層硅烯的晶格常數(shù)更大，其理論容量可以達(dá)到石墨的三倍左右。

另外，利用固相法制備的硅烯中硅原子和鈣原子交替排列形成層狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)局部化學(xué)插層的方法把鈣移除，進(jìn)而得到獨(dú)立無(wú)襯底的硅烯。利用這種化學(xué)法制備的硅烯作為鋰離子電池的陰極，同時(shí)具有硅基材料的高容量和石墨材料的良好循環(huán)特性等優(yōu)點(diǎn)，成為一種非常有潛力的鋰離子電池負(fù)極材料。

隨著先進(jìn)材料和全電氣化電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用發(fā)展對(duì)電池需求的提升，鋰離電池的能量密度也在不斷提高；硅材料由于其優(yōu)異的比容量而成為一種理想的負(fù)極材料。