음극활물질

음극은 구리 기재 위에 음극활물질, 도전제, 바인더가 입혀지는데, 음극에는 대부분 안정적인 구조를 지닌 흑연(Graphite)이 사용된다. 흑연은 음극 활물질이 지녀야 할 많은 조건들인 리튬이온을 많이 저장할 수 있는 대용량, 긴 수명 구조적 안정성, 낮은 전자 화학 반응성, 저렴한 가격 등을 갖춘 재료로 꼽히고 있다.

일반적으로 천연흑연이 사용되며 점차 인조흑연으로 대체하는 추세이다. 흑연 외에도 LTO(Lithium titanate), 그래핀(graphene), silica, TiO₂등의 음극 활물질로 사용할 수 있는 물질들이 존재한다.

​흑연의 이론적 용량이 372mAh/g, TiO₂는 335mAh/g인 것에 비해 silica는 4200mAh/g으로 압도적으로 큰 용량을 가지고 있다. 하지만 순전히 silica로만 이루어진 음극은 사용할 수 없으며, 그 이유는 용량 유지율이 급격히 낮아지기 때문이다. 이를 보완하기 위해 소량의 silica를 첨가하는 식으로 음극의 용량을 향상시키고 있다.