با یون لیتیوم انرژی باتری مورد نیاز تراکم همچنان افزایش یابد، گرافیت معمولی مواد الکترود منفی شده است دشوار به پاسخگویی به نیازهای باتری های لیتیوم یونی انرژی بالا، در حالی که مواد الکترود منفی ظرفیت قابل برگشت سی 4200mAh / گرم (Li4.4Si)، فلات ولتاژ گرافیت می رسد مواد در مجاورت هستند، یک ماده الکترود منفی انتخابی ایده آل است، اما منفی افزایش حجم مواد الکترود سی در طول لیتیوم تا 300٪، در حالی که سی سال به نانوسیم فن آوری های در حال ظهور مانند مواد سی قادر به مقاومت در برابر چنین با گسترش حجم زیادی بدون تحت خرد پودر، اما حجم هنوز هم به علت گسترش تکرار مواد فعال و اتصال به شبکه رسانا علت از دست دادن ماده فعال از دست داد.
سی یک روش موثر پوشش سطح گسترش حجم نانوساختار از حل و فصل، برای مثال، با استفاده از مواد SIOX، Al2O3 و TiO2 و مانند آن در سی نانوسیم ها با یک درمان سطح پوشش داده شده می توانید به طور موثر افزایش ثبات ساختاری از سی نانوسیم خاص SIOX پوشش داده شده است فرایند نسبتا ساده است، فقط با سی درمان نانوسیم اکسیداسیون سطح را می توان به دست آمده نانوسیم سی SIOX پوشش داده شده، آنالیز TEM نشان داد که، لایه سطحی SIOX به خوبی می تواند سرکوب افزایش حجم از نانوسیم سی، و بنابراین پوشش داده شده است SIOX یک رویکرد ایده آل برای نانوسیم سی.
اما مشاهدات TEM درجا، دانشگاه تگزاس در آستین امیلی R. Adkins ساخته (نویسنده اول) و برایان A. Korgel (نویسنده مسئول) پیدا شده است که استفاده از SIOX درمان پوشش از سی نانوسیم ها در اولین شارژ و تخلیه سی در روند تعداد زیادی نانوسیم ها در منافذ تولید، به طوری که سی نانوسیم افزایش حجم تا 40٪ پس از تنها یک چرخه، امیلی R. Adkins ساخته مشاهده این زمینه SIOX سطح و درون محدودیت از نانوسیم سی سوراخ مهاجرت نقص به سطح، باعث آن را به ادامه رشد و هسته در داخل خلل و فرج در طول لیتیوم درج مواد گسترش مختلف حجمی مربوط تشکیل، از سوی دیگر با SIOX، سی.
نانوسیم سی در این آزمایش توسط سیال فوق بحرانی استفاده می شود - روش به دست آوردن یک جامد (SFLS)، سپس با گرما در 800 ℃، و داشتن ضخامت در حدود 10nm لایه اکسید در لایه سطح از نانوسیم سی (شکل زیر - مایع نشان داده شده است).
بعد، امیلی R. Adkins ساخته روش درجا TEM از نانوسیم Si و لیتیوم delithiated در طول تغییر شکل، مشاهده شد و تصویر نشان می دهد لیتیوم delithiated نانوسیم سی از زمان های مختلف، درجا تصویر TEM ، می توان از نظر روند لیتیوم درج دیده می شود با سطح نانوسیم سی شروع، و سپس به هسته از نانوسیم گسترش یافته است. در جهت طولی از قطر مجهز به افزایش سطح لیتیوم، نانوسیم سی و دستخوش حجم قابل توجهی شده اند گسترش، گسترش حجم نهایی در مورد 130٪ می رسد، مقدار حجم نظری کمتر از 300٪ گسترش نشان داد سطح اکسید نانوسیم Si مانع سی به طور کامل لیتیوم، بنابراین به عنوان به طور موثر حجم مواد سی در طول گسترش درج لیتیوم سرکوب .
D از نظر دیده می شود تعداد زیادی از منافذ تولید شده در نانوسیم سی در طول حذف لیتیوم، همین پدیده است در پوشش سطح SIOX نانو ذرات مشاهده شده، با توجه به حضور ریز ، حتی اگر حجم سی نانوسیم به طور کامل خاموش لیتیوم است که هنوز یک افزایش 40٪ از اصل است. جالب توجه است این ریز دوباره در روند لیتیم، دوباره ناپدید می شوند اما پس از به نظر می رسد هنوز هم، اما این منافذ میزان اشغال شده در مقایسه با حجم پس از اولین قرار دادن لیتیوم، 25٪ افزایش یافته است.
شکل زیر نشان می دهد که روند نانوسیم سی لیتیوم با توجه به گسترش حجم نانوسیم سی خیلی بزرگ است (270٪)، که باعث می شود که لایه داخلی از سطح SIOX در طول شکستن رخ می دهد، این ترشحات در این مورد در این نانوسیمها سی ظاهر نمی شود ریز، در حالی که اگر سطح سی نانوسیم هیچ لایه ای از SIOX، سی نانوسیم ریز داخلی پس از delithiation ظاهر نمی شود.
پس از به طور کلی، از لی سرعت انتشار آهسته تر در داخل سی، به طور کلی ریز را شکل داد، منافذ تولید تنها پدیده به نظر می رسد در برخی از سریع لی صحنه نفوذ، مانند نانوسیم جنرال الکتریک و یا درمان دوپینگ نانوسیم سی در سی مانع حمل و نقل سوراخ نانوسیم در مورد 0.45 EV، و مهاجرت لی در سی آمورف در مو مانع (0.47eV) بنابراین به سوراخ نزدیک است به طور کلی تشکیل قبل از محاسبات نشان می دهد ریز که به سطحی نانوسیم سی منتشر خواهد شد، اما اگر لایه پوشش داده شده از سطح نانوسیم SIOX سی کاملا متفاوت می شود، حمل و نقل سوراخ در سد SIOX می رسد .72 EV، اگر واکنش با لی SIOX تولید سیلیکات لیتیم و سایر محصولات، که در آن تحرک سوراخ از سد تواند بیشتر افزایش خواهد یافت، متاسفانه ما به لایه TEM SIOX مشاهده به روند شارژ تخلیه می کند شرکت در واکنش به تولید Li2Si2O5، Li4SiO4، ظرفیت Li2O ، سی LixSi و سایر محصولات، که تا حد زیادی مشکل در سوراخ نفوذ SIOX نانوسیم را افزایش می دهد، در نتیجه تعداد زیادی از سوراخ خواهد شد در رابط سی / SIOX انباشته، و هسته و رشد، میکرو می شود، با رابط کاربری افزایش تعداد منافذ پوست، منافذ هسته و بلند خواهد شد که هسته به سمت انتشار نانوسیم سی، تشکیل تعداد زیادی از ریز در نانوسیم داخلی سی، سی نانوسیم نتیجه حجم delithiated نمی تواند به حالت اصلی و از آنجا که سی نانوسیم بین مسکن و SIOX ترمیم افزایش حجم استرس های مختلف در این نانوسیمها سی تولید، بیشتر به ترویج تشکیل و رشد میکرو.
مطالعات امیلی R. Adkins ساخته نشان می دهد که اگر چه این نانوسیمها Si پوشش داده شده با یک لایه اکسید سطح می تواند به خوبی لیتیوم درج در حجم در طول گسترش نانوسیم سی سرکوب، بلکه در فرآیند شارژ و دشارژ منجر به نانوسیم ریز فرم سی، و در نتیجه سی نانوسیم پس delithiation میزان قابل توجهی از افزایش حجم، که در یک نانوسیم سی پس از آن طراحی شده نیاز به در نظر گرفته شود باقی مانده است.
