Le silicium (Si) est le candidat à haute capacité le plus prometteur pour la prochaine génération d'anodes de batteries lithium-ion grâce à sa capacité théorique environ 10 fois supérieure à la capacité du matériau d'anode commercial actuel, le graphite. Cependant, le Si se dilate énormément lors de la lithiation pendant la charge de la batterie, ce qui provoque une pulvérisation, une perte de contact et la formation continue d'une interphase instable d'électrolyte solide (SEI).

Les nanofils de Si (SiNW) résistent mieux aux contraintes mécaniques dues à la lithiation/délithiation que les nanoparticules de Si. Dans les nanoparticules de Si, la lithiation/délithiation induit un gonflement/dégonflement important du cristal de Si. Les particules se fissurent sous la contrainte, offrant une nouvelle surface pour faire du SEI à chaque cycle, réduisant la quantité de Li et de Si disponible dans la batterie. Certaines particules perdent le contact électrique et cessent de faire des cycles. Ces effets sont réduits dans les SiNW en raison de leur long rapport d'aspect.