مع الليثيوم أيون الطاقة بطارية تستمر كثافة الطلب في الزيادة، فإن الجرافيت التقليدية السلبية المواد الكهربائي الصعب تلبية احتياجات بطاريات ليثيوم أيون الطاقة العالية، في حين تصل سي المواد القطب السلبية القدرة عكسها 4200mAh / ز (Li4.4Si)، الهضبة الجرافيت الجهد المواد هي في القرب، هو الاختيار المثالي السلبية المواد القطب، ولكن السلبية توسيع حجم المواد القطب سي خلال الليثيوم تصل إلى 300٪، في حين أسلاك سي العام لالتكنولوجيات الناشئة مثل هذه المواد سي قادرة على تحمل مثل هذا التوسع حجم كبير دون المرور لا يزال توسع الحجم المكسور والمكسر ، ولكن التوسع المتكرر في الحجم يجعل المادة النشطة تفقد الاتصال بالشبكة الموصلة ، مما يتسبب في فقد المادة النشطة.
سي هو وسيلة فعالة لطلاء سطح توسع حجم البنية النانوية التسوية، على سبيل المثال، وذلك باستخدام مواد SiOx، AL2O3، TIO2 وما شابه ذلك على سي أسلاك المغلفة مع المعالجة السطحية يمكن تعزيز فعالية الاستقرار الهيكلي للسي أسلاك معين SiOx المغلفة عملية بسيطة نسبيا، وبمجرد ويمكن الحصول على العلاج أسلاك متناهية الصغر سطح أكسدة سي سي أسلاك SiOx المغلفة، وأظهر تحليل TEM أيضا أن الطبقة السطحية SiOx يمكن قمع كذلك توسيع حجم أسلاك سي، وبالتالي المغلفة SiOx وسيلة مثالية جدا لعلاج الأسلاك النانوية.
ولكن الملاحظة الموقع TEM، وجدت جامعة تكساس في أوستن إميلي R. آدكنز (المؤلف الأول) وبراين A. Korgel (مؤلف كتاب المقابلة) أن استخدام العلاج SiOx طلاء سي أسلاك في التهمة الأولى والتفريغ وسي في عملية إنتاج عدد كبير من الأسلاك النانوية في المسام، بحيث سي أسلاك زيادة حجم التداول بنسبة 40٪ بعد دورة واحدة فقط، وينظر إليها إيميلي R. آدكنز هذا الصدد SiOx السطحية والداخلية حدود أسلاك سي ثقب عيب الهجرة إلى السطح، الامر الذي ادى الى الاستمرار في النمو ويتم تشكيل التنوي داخل المسام، من ناحية أخرى مع SiOx، سي خلال الليثيوم الإدراج المادي التمدد الحجمي مختلفة ذات الصلة.
تستخدم أسلاك سي في التجربة التي كتبها السوائل فوق الحرجة - طريقة الحصول على صلب (SFLS)، ثم المعاملة الحرارة في 800 ℃، وجود سمك حوالي 10nm من طبقة أكسيد في الطبقة السطحية من أسلاك سي (بعد الرقم - السائل معروضة).
وبعد ذلك، لوحظ إميلي R. آدكنز طريقة الموقع TEM من أسلاك سي والليثيوم delithiated خلال تشويه، ويظهر في الصورة الليثيوم delithiated أسلاك سي من مختلف الوقت خارج الموقع صورة TEM ، يمكن أن ينظر إليه من FIG عملية الليثيوم الإدراج بدءا من سطح أسلاك سي، وانتشرت بعد ذلك إلى جوهر أسلاك متناهية الصغر. مزودة زيادة مستويات الليثيوم، وأسلاك سي في الاتجاه الطولي للقطر وخضعوا لحجم كبير توسعت، وتوسيع الحجم النهائي يصل إلى حوالي 130٪، وأظهرت الكثير من حجم النظري التوسع أقل من 300٪ سطح أكسيد أسلاك متناهية الصغر سي سي يمنع الليثيوم تماما، وذلك لقمع فعال حجم المواد سي خلال التوسع الإدراج الليثيوم .
D من FIG يمكن رؤية عدد كبير من المسام التي تنتج في أسلاك سي خلال إزالة الليثيوم، ونفس الظاهرة أيضا في طلاء سطح SiOx سي النانوية لاحظت، وذلك بسبب وجود micropores ، حتى لو كان حجم سي أسلاك تماما من الليثيوم لا يزال هناك زيادة بنسبة 40٪ من الأصلي. ومن المثير للاهتمام هذه micropores سوف تختفي مرة أخرى في عملية الليثيوم، والليثيوم من جديد ولكن بعد لا تزال تظهر، ولكن هذه المسام بالمقارنة مع حجم المحتلة بعد lithiation الأول سيزيد إلى 25٪ من حيث الحجم.
ويوضح الشكل التالي عملية أسلاك سي الليثيوم نظرا لتوسع حجم أسلاك سي كبيرة جدا (270٪)، والذي يسبب طبقة داخلية من سطح SiOx خلال كسر يحدث، لا يظهر التفريغ في هذه الحالة في أسلاك سي micropores، في حين إذا كان سطح سي أسلاك أي طبقة من SiOx، أسلاك سي micropores الداخلية لا تظهر بعد delithiation.
بعد عموما، منذ معدل انتشار أبطأ لي داخل سي، وعموما لا تشكل micropores، المسام تنتج ظاهرة فقط لتظهر في بعض سريع المشهد نشر لي، مثل أسلاك قه أو المنشطات العلاج أسلاك سي سي على حاجز النقل أسلاك متناهية الصغر حفرة حوالي 0.45 فولت، وهجرة لي في سي غير متبلور في الشعر حاجز (0.47eV) قريبة جدا من الثقب يتكون عادة قبل العمليات الحسابية تظهر micropores والتي سوف تنتشر في سطح أسلاك سي، ولكن إذا كانت الطبقة المغلفة سطح أسلاك متناهية الصغر SiOx سي تصبح مختلفة تماما، ونقل ثقب في الجدار SiOx يصل 0.72 فولت، وإذا كان رد فعل مع لى SiOx توليد سيليكات الليثيوم وغيرها من المنتجات، التي تنقل ثقب الجدار سيتواصل زاد، للأسف نحن لم نلاحظ بعد طبقة TEM SiOx لعملية المسؤول عن تصريف لا تشارك في رد فعل على إنتاج Li2Si2O5، Li4SiO4، Li2O ، سي LixSi وغيرها من المنتجات، مما يزيد كثيرا من صعوبة في أسلاك الثقوب نشر SiOx، سيتم تراكمت بالتالي عدد كبير من الثقوب في واجهة سي / SiOx، والتنوي والنمو، ويصبح الصغيرة التي يسهل اختراقها، مع واجهة زيادة عدد المسام، المسام التنوي و منذ فترة طويلة وجوهر نحو نزع فتيل أسلاك سي، وتشكيل عدد كبير من micropores في أسلاك متناهية الصغر الداخلي سي، سي أسلاك الناتجة حجم delithiated لا يمكن استعادة إلى حالته الأصلية، ولأن سي أسلاك بين السكن وSiOx وتوسع حجم إنتاج الإجهاد مختلفة في أسلاك سي، لمواصلة تعزيز تشكيل ونمو micropores.
وتشير الدراسات إميلي R. آدكنز أنه بالرغم من أن أسلاك سي مغلفة بطبقة أكسيد سطح يمكن قمعها بشكل جيد إدراج الليثيوم في الصوت أثناء توسيع أسلاك سي، ولكن يؤدي أيضا إلى عملية المسؤول عن تصريف في أسلاك micropores شكل سي، مما أدى إلى سي أسلاك بعد يبقى delithiation درجة كبيرة من حجم التوسع، والتي تم تصميمها في أسلاك سي اللاحقة تحتاج إلى النظر فيها.
