リチウムイオン電池の比エネルギーを高めることは、材料技術の継続的な進歩とは切り離せないものであり、従来の黒鉛負極材料の理論的比容量は約372mAh / gに過ぎない。 。市場には高容量負極材料のために今日は広く二つのカテゴリーののSiOxとSi-C複合材料を含むSi系材料を、好まれ、およびSi-C複合技術のリフティングで、のSi-C材料は、世界を支配するだろう世界に比類のないSi系材料の文脈の動向、学者の大半は他の高容量材料の研究開発をあきらめなかった、このような二硫化モリブデン、金属酸化物などの金属硫化物としては、そのようなのSnO、炭素および窒素化合物のような、そして今日は、Geを紹介したいと思います系合金負極。
GeおよびSiのだけでなく、いくつかの伝説的な話といえば、そうでない場合、私は今日、我々はチップがGeの材料で作られて使用することを恐れて、年の半導体産業の競争Si及びGe、Si材料だけで、最後の勝利時に直面していると言われている。Geを失ってしまいました人生は、高速ダウン下落して半導体位置に、しかし、エネルギー貯蔵位置の分野で今リチウムの過程でのGe、Geのを崩壊さ、また、シリコンの体積膨張と同じ問題に直面している。最近、魏商丘師範大学ウェイ良いのGe量子ドットとによってナノカーボン繊維複合Geの大きな体積膨張の問題を解決するための負方法、達成1204mAh / gの可逆容量（200ミリアンペア/ gの電流密度）、87.1パーセントの100サイクル容量維持率今の結果は、「ナノスケール」誌に掲載されています。
Siの負極が完全の体積膨張をリチオ化した後に300％まで、粉末の膨張による負極と、Si-C複合博士魏魏Geは、この経験を描画負極に対処する一般的なアプローチであるナノSi粒子を低減するために、混合した微孔性炭素ナノファイバー（孔径10〜150 nm）の間で、4-7nmのGe量子ドットの大きさの電界紡糸によって、Geのリチウム挿入電極構造原因時膨張体積に対する良好な解決策損傷、負のサイクル性能のGeを向上させます。
次の図に見ることができたCNFのカーボンナノファイバー（図A、B）、およびSEM画像のゲルマニウム/炭素ナノファイバー（図のC、D）を示し、図400-600nmからカーボンナノファイバーにおける微孔性炭素繊維の内径。約10-150 nmの微細孔中に分散したGe量子ドットは、Geの元素分布分析は、ナノ炭素繊維に見出すことができるが、ゲルマニウム/のCNFのユニークな構造は、材料の優れた電気化学的性能を確保するために、EDSによる元素の非常に均一な分布であります。
Ge / CNFの化学組成をさらに分析するために、Wei WeiはXPSを使用して上記材料の元素価分析を行った（下図参照）。下の図bから、Ge 3dは29.1eVで明確なピークを有することが分かる。これは、材料中のGeが金属状態で存在していることを示している.30.8eVの陰極の弱いピークは、GeおよびN元素のいくつかがGe-N結合を形成することを示し、下部パネルbの284.6eVの強いピークはC 1sピークである。 286.9eVのピークはCN結合の存在を示し、N元素の存在は、1）好ましいN元素は、材料の電子インピーダンスおよびイオンインピーダンスを減少させることができる; 2）N元素は、材料を効果的に還元することができる分極：材料中のGe含有量は、熱重量測定反応（以下の図fに示す）によって得ることができる。この試験は、Ge / CNF中のGe含量が約40.6％であることを示す。
次の図は、主に0.5-0.0VのLi-Ge合金を生じ、その過程で放出がリチウム0.67Vで発生した第1リチウム挿入時サイクリックボルタンメトリー材料のGe /のCNF結果、ブロードなピーク電流であります電流ピーク、合金化反応に対応し、黒鉛材料よりもはるかに高い1204mAh / gに到達するために見ることができる材料の可逆容量のGeの/のCNF充放電曲線の下側のパネルBであったが、我々は、材料留意しました次の図Cは、いくつかの異なる材料（電流密度200mA / g、サイクル100回）のサイクリング性能試験の結果を示しており、この図から、Geが577mAh / gであり、 /のCNF材料は、優れたサイクル特性、容量維持率100サイクル87.2パーセントを示しました。
Dは、図から分かるように、異なる材料の図の性能試験結果の倍率は200、1000年、2000年および3000ミリアンペア/ gの電流密度を増加することである、材料の容量1150、1050、920を再生するために到達することができ、760mAh / gであり、彼は非常に優れたレート特性を示しました。
Ge系負極とSi基板の塗布は、ドクター魏魏Geは電界紡糸によって、均一なナノカーボン複合繊維を得るナノ同じ大きな体積膨張問題の負極に面し、Geが良く、リチウム挿入の体積膨張のための負極に抑制活性物質の構造の損傷は、炭素繊維の多孔質構造は、また、リチウムイオンの拡散速度を保証する材料のレート性能を改善するが、結果はまた、Siの体積膨張を解決するために、負極のための良好な基準を提供することができます。
