السيطرة على أكاسيد السطح في أنودات Si/C النانوية لأداء عالي لبطاريات أيونات الليثيوم

تمثل مركبات Si/C نوعًا واعدًا من مواد الأنود للبطاريات المحمولة بالليثيوم من الجيل القادم. لتحقيق أداء عالي في الأنودات القائمة على السيليكون، من الضروري السيطرة على أكسيد السطح لجزيئات السيليكون، من أجل استغلال تأثير الاحتواء الكيميائي الميكانيكي لأكسيد السطح على التغيرات الكبيرة في الحجم لجزيئات السيليكون خلال الليثiation / delithiation. هنا يتم الإبلاغ عن دراسة منهجية لأقطاب Si@SiO x /C النانوية تتكون من جزيئات السيليكون المغطاة بطبقة رقيقة من أكسيد السطح بسمك قابل للتعديل في نطاق 1-10 نانومتر. لقد أظهر أن درجة حرارة الأكسدة والوقت لا تتحكم فقط في سمك أكسيد السطح، بل تغير أيضًا هيكل وحالة التكافؤ للسيليكون في أكسيد السطح. يمكن أن تؤثر هذه العوامل بشكل كبير على سلوك الليثiation / delithiation لجزيئات السيليكون، مما يؤدي إلى أداء كهروكيميائي مختلف. من خلال دمج الدراسات التجريبية والنمذجة، تم تحديد سمك مثالي يبلغ حوالي 5 نانومتر لطبقة أكسيد السطح لجزيئات السيليكون، مما يمكّن من الجمع بين سعة عالية وثبات دورة طويلة لأنودات Si@SiO x /C النانوية. يوفر هذا العمل فهمًا عميقًا لتأثيرات أكسيد السطح على أقطاب Si/C النانوية. تعتبر الرؤى المستفادة مهمة لتصميم أقطاب مركبة Si/C عالية الأداء.