لتیم آئن بیٹری توانائی کی کثافت کی ضروریات میں اضافہ جاری ساتھ، روایتی گریفائٹ منفی الیکٹروڈ مواد مشکل اعلی توانائی کی لیتھیم آئن بیٹریاں کی ضروریات کو پورا کرنے کے لئے، سی منفی الیکٹروڈ مواد پر reversible صلاحیت 4200mAh / جی (Li4.4Si)، گریفائٹ وولٹیج کی سطح مرتفع تک پہنچ کرتے ہوئے کیا گیا ہے مواد قربت میں ہیں، ایک مثالی پسند منفی الیکٹروڈ مواد ہے، لیکن 300٪ لتیم اپ کے دوران سی منفی الیکٹروڈ مواد حجم توسیع، سی ابھرتی ہوئی ٹیکنالوجیز کو سال nanowires جبکہ ایسی سی کے مواد سے گزر کے بغیر اتنی بڑی حجم توسیع سامنا کرنے کے قابل پسے پاؤڈر، لیکن حجم اب بھی بار بار توسیع فعال مواد کی وجہ سے اور conductive نیٹ ورک کنکشن فعال مادہ کے نقصان کی وجہ سے کھو گیا ہے.
سی ایک مؤثر nanowires خاص SiOx لیپت مؤثر طریقے سے Si کی ساخت استحکام کو بڑھانے کے کر سکتے ہیں تصفیہ کی ایک nanostructure حجم توسیع کی سطح کی کوٹنگ کی، مثال کے طور پر، ایک کی سطح کے علاج کے ساتھ لیپت nanowires ایک مادی SiOx، AL2O3، TiO2 اور سی پر طرح استعمال کرنے کا طریقہ ہے عمل محض سی nanowire سطح آکسیکرن علاج حاصل کیا جا سکتا SiOx لیپت سی nanowires طرف نسبتا آسان ہے، مندر تجزیہ یہ بھی ہے کہ SiOx سطح پرت کے ساتھ ساتھ سی nanowires کا حجم توسیع دبانے کر سکتے ہیں، اور اس وجہ سے لیپت ہے SiOx ظاہر ہوا سی nanowires لئے ایک مثالی نقطہ نظر.
لیکن سوستانی مندر مشاہدے، آسٹن ایملی آر Adkins کی (پہلی مصنف) اور برائن A. Korgel (اسی مصنف) میں واقع ٹیکساس یونیورسٹی سی کے SiOx کوٹنگ علاج کے استعمال سے پہلے انچارج اور خارج ہونے والے مادہ میں nanowires کہ ملا سی صرف ایک سائیکل کے بعد 40٪ کی طرف سے حجم میں اضافہ nanowires تاکہ عمل میں سی، pores میں nanowires کی ایک بڑی تعداد پیدا کرے گا، ایملی آر Adkins کی اس سلسلے دیکھے سی nanowires کے SiOx سطح اور اندرونی حدود سطح پر سوراخ عیب منتقلی، یہ باعث بڑھنے کے لئے جاری رکھنے کے لئے اور nucleation متعلق لتیم اندراج مواد مختلف حجم کی توسیع کے دوران SiOx، سی کے ساتھ دوسری طرف، pores کے اندر قائم ہے.
سی nanowires زنجیری تعامل سے سیال کی طرف سے استعمال میں استعمال کیا جاتا ہے - ایک ٹھوس (SFLS)، پھر 800 ℃ میں گرمی کا علاج حاصل کرنے کا ایک طریقہ ہے، اور سی nanowires کی سطح پرت میں آکسائڈ پرت کے بارے 10nm کی موٹائی ہونے (مندرجہ ذیل اعداد و شمار - مائع دکھایا گیا).
اگلا، سی nanowires اور لیتھیم اخترتی دوران delithiated کی ایملی آر Adkins کی طریقہ کار سوستانی مندر منایا گیا، اور تصویر لتیم مختلف وقت سوستانی مندر تصویر کی سی nanowires delithiated کو ظاہر کرتا ہے ، سی nanowires کی سطح کے ساتھ شروع ہونے والے انجیر لتیم اندراج کے عمل سے دیکھا جا سکتا ہے، اور پھر nanowire کے قلب تک پھیل گیا. قطر کے طول بلد سمت میں لتیم کی بڑھتی ہوئی سطح، سی nanowires ساتھ نصب اور اہم حجم جھیلا ہے وسعت دی، حتمی حجم توسیع کے بارے میں 130٪ تک پہنچ جاتا ہے، بہت کچھ نظریاتی حجم 300 فیصد سے بھی کم توسیع مؤثر طریقے سے لیتھیم اندراج توسیع کے دوران سی کے مواد کی مقدار کو دبانے کے لئے تاکہ، nanowire سی روکتا سی مکمل طور پر لیتھیم کے آکسائڈ کی سطح کا مظاہرہ کیا .
انجیر سے D لتیم کی برطرفی کے دوران سی nanowires میں پیدا pores کی ایک بڑی تعداد کو دیکھا جا سکتا ہے، اسی رجحان SiOx سی کی سطح کی کوٹنگ میں بھی ہے نینو micropores کی موجودگی کی وجہ سے، مشاہدہ ، سی کے حجم لیتھیم بند مکمل طور nanowires یہاں تک کہ اگر اب بھی اصل کے مقابلے میں 40 فیصد اضافہ ہوا ہے. دلچسپ بات یہ ہے کہ ان micropores دوبارہ لتیم، لتیم بند کرنے کے عمل میں ایک بار پھر غائب ہو لیکن پھر بھی بعد کریں گے ظاہر ہوتے ہیں، لیکن ان کے pores حجم کو مزید حجم کی طرف سے 25 فیصد تک اضافہ ہو جائے گا پہلی lithiation بعد مقبوضہ کے مقابلے میں.
مندرجہ ذیل اعداد و شمار سے Si nanowires کا حجم توسیع کی وجہ سے لتیم کی سی nanowires کا عمل بہت بڑا ہے ظاہر کرتا ہے (270٪)، اس وقت ہوتی ہے، اس صورت میں خارج ہونے والے مادہ سی nanowires میں ظاہر نہیں ہوتا توڑنے کے دوران SiOx سطح کی اندرونی پرت کی وجہ سے جو micropores، سی کی سطح SiOx کا کوئی پرت nanowires تو، سی nanowires جبکہ داخلی micropores delithiation بعد ظاہر نہیں.
عام طور پر کے بعد، سی کے اندر لی سست بازی کی شرح کے بعد سے، عام طور micropores صرف رجحان پیدا ہونے مساموں جیسے جی nanowires یا ڈوپنگ علاج، کچھ تیزی سے لی بازی منظر میں ظاہر کرنے کی تشکیل نہیں کرتے، سی nanowire سوراخ نقل و حمل رکاوٹ پر سی nanowires عام طور شماروں micropores دکھانے کے پہلے قائم کیا جاتا ہے کے بارے 0.45 گھر، اور رکاوٹ بال (0.47eV) سوراخ اتنے قریب میں امورفووس سی میں لی کی منتقلی ہے جس سے Si nanowires کی سطح میں بکھرا گے، لیکن SiOx سی nanowire سطح کی کوٹنگ کی پرت بالکل مختلف ہو جاتا ہے تو اس SiOx رکاوٹ میں سوراخ ٹرانسپورٹ، 0.72 eV کے پہنچ جاتا ہے تو لی SiOx ساتھ رد عمل Li2Si2O5، Li4SiO4، Li2O پیدا کرنے کے لئے ایک لتیم سلیکٹ اور دیگر مصنوعات، ہے جس میں رکاوٹ کی سوراخ نقل و حرکت پر مزید اضافہ کیا جائے گا پیدا، بدقسمتی سے ہم انچارج خارج ہونے والے مادہ کے عمل کو مندر SiOx پرت کی طرف سے مشاہدہ کیا رد عمل میں شرکت کرتا ، سی LixSi اور دیگر مصنوعات، بہت بازی سوراخ SiOx nanowires میں مشکل کو بڑھاتا ہے، جو سوراخ کی طرح ایک بڑی تعداد میں سی / SiOx انٹرفیس میں جمع کیا جائے گا اور nucleation اور ترقی، انٹرفیس کے ساتھ، microporous بن جاتا ہے ، pores کی تعداد میں اضافہ nucleation تاکنا اور لانگ diffusing سی nanowires جانب کور، اندرونی nanowire سی میں micropores کی ایک بڑی تعداد کے قیام، سی delithiated حجم نتیجے اصل حالت پر اور سی ہاؤسنگ اور SiOx درمیان nanowires کیونکہ بحال نہیں کر سکتے nanowires جائے گا حجم توسیع nanowires سی میں مختلف کشیدگی پیدا کرے گا، مزید micropores کے قیام اور ترقی کو فروغ دینے کے.
یملی آر Adkins کی مطالعات کسی سطح آکسائڈ پرت کے ساتھ لیپت سی nanowires اچھی سی nanowires کی توسیع کے دوران حجم میں ڈالیں لتیم کچلا جا سکتا ہے، اگرچہ، بلکہ جس کے نتیجے میں، فارم micropores سی nanowires میں چارج خارج ہونے والے مادہ کے عمل کے نتیجے میں ہے کہ اس بات کی نشاندہی delithiation حجم توسیع، ایک کے بعد سی nanowires میں ڈیزائن غور کرنے کی ضرورت ہے کر رہے ہیں جن میں سے ایک کافی ڈگری رہتا بعد سی nanowires.
