矽因為具有非常高的能量密度(4000 mAh/g)且全球蘊藏量高，因此一直是科學與產業界急欲商品化的明星材料。然而，矽與鋰離子反應的機制與石墨大不相同之外，並且矽與鋰反應之後的合金體積膨脹迅速，導至材料容易破裂並且新的裂面易與電解液產生反應後重複發生上述問題，致使材料的循環壽命不佳，使得矽材料目前的應用性受限。所以，目前有許多研發方向來達到改善上述的缺點．包括使用新型電解液添加劑(FEC)、使用新型黏著劑系統(PI)或是合金系列(矽錫)等。然而上述的改善方式並不能全然將缺點去除，因此從材料端來進行最根本的解決是直接面對問題的方式，本技術即是根據問題來進行相關研究與開發。
本技術是將矽材料透過氫氟酸的蝕刻進而在表面形成矽-氫鍵結，之後再透過氫化矽烷化(Hydrosilylation)反應，將一端具有未飽和碳氫(烯烴)以及另一端具有羧基的化合物接枝於上來達到改質的效應，所形成的改質物改稱為高分子刷(polymer brush)。過往的文獻並無使用類似的方式來抑制矽材料的膨脹與巨大不可逆的缺點，反而常常利用加入新型水性黏著劑對電極結構關係或是對矽材料本身膨脹破裂性的改善等來作為對策。因此，本技術的開發並非透過黏著劑的效用來改善上述缺點，反而是直接於材料表面進行化學鍵結的反應來進一步達到訴求。
透過將一端具有未飽和碳氫(烯烴)以及另一端具有羧基的化合物接枝於矽材料表面上，透過此高分子刷的設計，矽材料可以擁有非常好的電化學反應性，同時抑制體積膨脹與材料破裂的問題。再者，材料表面的高分子刷設計可以避免過多地與電解液接觸，進而減少電解液裂解而形成過多鈍性膜的問題，使得電池內阻可明顯的下降，甚至包括抑制充放電過程中的體積膨脹問題以及降低循環壽命中的不可逆現象的發生，進而提升矽材料在現在鋰離子電池應用的量與未來性。

矽因具有非常高的能量密度，因此一直是產業界急欲商品化的材料。然而，矽與鋰離子的反應造成合金體積膨脹迅速，導至材料破裂讓所產生的裂面易與電解液產生反應後重複發生上述問題，最終導致材料的循環壽命不佳，使得應用性受限。本技術可以完成改善上述問題，完成超高能量密度密度鋰離子電池(>1200 Wh/l)開發。

本技術將可用於所有鋰離子電池相關產品中，包括3C電子、電動車、需大功率用途的電子元件以及儲能等。特別是用於設計下一世代超高能量密度(>500Wh/kg; >1200Wh/l)鋰離子電池，此電池將使用高含量矽材料作為負極使得過去常利用的石墨/碳等材料將會被淘汰，近一步降低全球對於碳需求與排放的困擾。