Sauniuniga ma le Fa'aleleia atili o le Fa'atinoga o Mea Fa'apipi'i Porous Silicon Carbon

O maa Lithium-ion o loʻo faʻateleina le atinaʻeina i le itu o le maualuga o le malosi. I le vevela o le potu, o mea eletise leaga e faʻavae i le silicon e faʻafefiloi ma le lithium e maua ai le lithium-rich product Li3.75Si phase, faʻatasi ai ma le gafatia faʻapitoa e oʻo atu i le 3572 mAh/g, lea e sili atu le maualuga nai lo le gafatia faʻapitoa faʻateorē o le graphite negative electrode 372 mAh/g. Peitaʻi, i le taimi o le faʻaauau pea ona faʻatumu ma faʻateʻaina o mea eletise leaga e faʻavae i le silicon, o le suiga o le Si ma le Li3.75Si e mafai ona maua ai le faʻalauteleina tele o le voluma (pe tusa ma le 300%), lea o le a oʻo atu ai i le paʻu o le fausaga o mea eletise ma le faʻaauau pea ona fausia o le ata SEI, ma iu ai ina vave ona paʻu le gafatia. O le alamanuia e faʻaleleia atili ai le faʻatinoga o mea eletise leaga e faʻavae i le silicon ma le mautu o maa e faʻavae i le silicon e ala i le nano-sizing, carbon coating, pore formation ma isi tekinolosi.

E lelei le fa'a'ave'aveina o mea e fa'avae i le silicon, taugofie, ma e tele fo'i punaoa e maua mai ai. E mafai ona fa'aleleia atili ai le fa'a'ave'aveina o mea ma le mautu o luga o mea e fa'avae i le silicon. E masani ona fa'aaogaina o ni mea fa'aopoopo e fa'aleleia atili ai le fa'atinoga mo electrodes leaga e fa'avae i le silicon. O mea e fa'avae i le silicon-carbon o le itu autū lea o le atina'eina o electrodes leaga e fa'avae i le silicon. E mafai e le ufiufi o le kaponi ona fa'aleleia atili ai le mautu o luga o mea e fa'avae i le silicon, ae o lona gafatia e taofia ai le fa'alauteleina o le silicon volume e lautele ma e le mafai ona foia le fa'afitauli o le fa'alauteleina o le silicon volume. O le mea lea, ina ia fa'aleleia atili ai le mautu o mea e fa'avae i le silicon, e mana'omia ona fausia ni fausaga porous. O le oloina o polo o se metotia fa'apisinisi mo le sauniaina o nanomaterials. E mafai ona fa'aopoopoina ni mea fa'aopoopo eseese po'o ni vaega o meafaitino i le slurry e maua mai le oloina o polo e tusa ai ma mana'oga o le mamanu o le mea tu'ufa'atasi. E fa'asalalauina tutusa le slurry i totonu o slurries eseese ma fa'amamago i le vai. I le taimi o le fa'agasologa o le fa'amago vave, o nanoparticles ma isi vaega i totonu o le slurry o le a fa'atupuina ai ni uiga fa'atulagaina porous. O lenei pepa e fa'aaogaina ai tekinolosi oloina o polo ma fa'amamago i le vai fa'apisinisi ma le fa'auo i le siosiomaga e saunia ai mea e fa'avae i le silicon porous.

E mafai fo'i ona fa'aleleia atili le fa'atinoga o mea e fa'avae i le silicon e ala i le fa'atonutonuina o le morphology ma uiga tufatufaina o nanomaterials silicon. I le taimi nei, ua saunia mea e fa'avae i le silicon ma le tele o morphology ma uiga tufatufaina, e pei o silicon nanorods, porous graphite embedded nanosilicon, nanosilicon tufatufaina i totonu o carbon spheres, silicon/graphene array porous structures, ma isi. I le fua tutusa, pe a fa'atusatusa i nanoparticles, e mafai e nanosheets ona taofia lelei le fa'afitauli o le nutililiiina e mafua mai i le fa'alauteleina o le voluma, ma e maualuga atu le compaction density o le mea. O le fa'aputuga le fa'atulagaina o nanosheets e mafai fo'i ona fausia ai se porous structure. Ina ia auai i le vaega fesuia'iga o le silicon negative electrode. Tu'uina atu se avanoa buffer mo le fa'alauteleina o le voluma o mea silicon. O le fa'alauiloaina o carbon nanotubes (CNTs) e le gata ina fa'aleleia atili ai le conductivity o le mea, ae fa'alauiloa ai fo'i le fausiaina o porous structures o le mea ona o ona uiga fa'apitoa e tasi le itu. E leai ni lipoti i luga o porous structures na fausia e silicon nanosheets ma CNTs. O lenei pepa e faʻaaogaina ai metotia o le oloina o polo, olo ma le faʻasalalauina, faʻamagoina o le vai, ufiufi muamua o le kaponi ma le faʻapalapala, ma faʻalauiloa ai porous promoters i le faagasologa o le sauniuniga e saunia ai mea porous silicon-based negative electrode na fausia e ala i le faʻapotopotoina o silicon nanosheets ma CNTs. O le faagasologa o le sauniuniga e faigofie, e le afaina ai le siosiomaga, ma e leai ni otaota vai poʻo ni otaota e gaosia. E tele lipoti tusitusia i luga o le ufiufiina o le kaponi o mea e faʻavae i le silicon, ae e itiiti ni talanoaga loloto i le aafiaga o le ufiufiina. O lenei pepa e faʻaaogaina le asphalt o le puna o le kaponi e suʻesuʻe ai aafiaga o auala e lua o le ufiufiina o le kaponi, o le ufiufiina o le vaega vai ma le ufiufiina o le vaega mautu, i le aafiaga o le ufiufi ma le faʻatinoga o mea e faʻavae i le silicon-based negative electrode.

1 Fa'ata'ita'iga

1.1 Sauniuniga o meafaitino

O le sauniuniga o mea fa'apipi'i silicon-carbon porous e aofia ai laasaga e lima: oloina o polo, oloina ma fa'asalalauina, fa'amagoina i le suāvai, ufiufi muamua o le carbon ma le fa'akarbonisasi. Muamua, fua le 500 kalama o le pauta silicon muamua (i totonu o le atunu'u, 99.99% mama), fa'aopoopo le 2000 kalama o le isopropanol, ma fa'atino le oloina o polo susu i le saoasaoa o le oloina o polo e 2000 r/min mo le 24 itula e maua ai le slurry silicon nano-scale. O le slurry silicon ua maua e fa'aliliuina i totonu o se tane fa'asalalauina o le fa'asalalauina, ma fa'aopoopoina meafaitino e tusa ai ma le fua fa'atatau o le tele o le silicon: graphite (gaosia i Shanghai, vasega maa): carbon nanotubes (gaosia i Tianjin, vasega maa): polyvinyl pyrrolidone (gaosia i Tianjin, vasega analytical) = 40:60:1.5:2. E fa'aaogaina le Isopropanol e fetu'una'i ai le aofa'i o mea malo, ma o le aofa'i o mea malo ua mamanuina e 15%. O le oloina ma le fa'asalalauina e fa'atinoina i le saoasaoa o le fa'asalalauina o le 3500 r/min mo le 4 itula. O le isi vaega o mea e le'i fa'aopoopoina ai ni CNT ua fa'atusatusaina, ma o isi meafaitino e tutusa lava. O le mea e maua mai ua fa'asalalauina ua fa'aliliuina lea i totonu o se tane e fa'amamago ai mea e fa'asusu ai, ma fa'atino le fa'amagoina o mea i totonu o se ea e puipuia e le naitorosene, ma o le vevela e ulufale mai ai ma le vevela e alu ese ai e 180 ma le 90 °C. Ona fa'atusatusa lea o ituaiga e lua o le ufiufi kaponi, o le ufiufi vaega mautu ma le ufiufi vaega vai. O le metotia o le ufiufi vaega mautu o le: o le pauta fa'amamago e palu fa'atasi ma le 20% o le pauta asphalt (faia i Korea, o le D50 e 5 μm), palu i totonu o se masini palu mo le 10 minute, ma o le saoasaoa o le palu e 2000 r/min e maua ai le pauta ua uma ona ufiufi. O le metotia o le ufiufi vaega vai o le: o le pauta fa'amamago e fa'aopoopo i se vaila'au xylene (faia i Tianjin, vasega fa'ata'ita'i) o lo'o i ai le 20% ​​asphalt ua fa'afefiloi i le pauta i se mea mautu e 55%, ma fa'afefiloi tutusa i le vacuum. Tao i totonu o se ogaumu e leai se ea i le 85℃ mo le 4 itula, tuʻu i totonu o se masini palu mo le palu, o le saoasaoa o le palu e 2000 r/min, ma o le taimi e palu ai e 10 minute e maua ai le pauta ua uma ona valiina. Mulimuli ane, o le pauta ua uma ona valiina na faʻapala i totonu o se ogaumu faʻataʻamilomilo i lalo o le ea nitrogen i le fua faʻavevela o le 5°C/min. Na muamua teuina i le vevela tumau o le 550°C mo le 2 itula, ona faʻaauau lea ona faʻavevela i le 800°C ma tausia i le vevela tumau mo le 2 itula, ona faʻamālūlūina lea i lalo ifo o le 100°C ma faʻasaʻoloto e maua ai se mea e tuʻufaʻatasia ai le silicon-carbon.

1.2 Metotia o Fa'amatalaga

O le tufatufaina o le telē o le fasi mea na iloiloina e faʻaaoga ai se masini e suʻe ai le telē o le fasi mea (Mastersizer 2000 version, na faia i Peretania). O pauta na maua i laʻasaga taʻitasi na tofotofoina e ala i le scanning electron microscopy (Regulus8220, na faia i Iapani) e suʻesuʻe ai le morphology ma le telē o pauta. O le fausaga o le vaega o le mea na iloiloina e faʻaaoga ai se X-ray powder diffraction analyzer (D8 ADVANCE, na faia i Siamani), ma o le elemene o le mea na iloiloina e faʻaaoga ai se energy spectrum analyzer. O le silicon-carbon composite material na maua na faʻaaogaina e fai ai se button half-cell o le faʻataʻitaʻiga CR2032, ma le fua faatatau o le mamafa o le silicon-carbon: SP: CNT: CMC: SBR e 92:2:2:1.5:2.5. O le counter electrode o se laupepa u'amea lithium, o le electrolyte o se electrolyte fa'apisinisi (fa'ata'ita'iga 1901, gaosia i Korea), e fa'aaogaina le Celgard 2320 diaphragm, o le vaega o le voltage o le fa'atumuina ma le fa'ate'aina e 0.005-1.5 V, o le tafe o le fa'atumuina ma le fa'ate'aina e 0.1 C (1C = 1A), ma o le tafe e tipi ese ai le fa'ate'aina e 0.05 C.

Ina ia suʻesuʻeina atili le faʻatinoga o mea faʻapipiʻi silicon-carbon, na faia ai le maa laʻititi vaivai laminated 408595. O le electrode lelei e faʻaaogaina le NCM811 (na faia i Hunan, vasega maa), ma o le graphite electrode leaga ua faʻafefiloi i le 8% o le mea silicon-carbon. O le fua faʻatatau o le slurry electrode lelei e 96% NCM811, 1.2% polyvinylidene fluoride (PVDF), 2% conductive agent SP, 0.8% CNT, ma le NMP e faʻaaogaina o se dispersant; o le fua faʻatatau o le slurry electrode leaga e 96% o le mea faʻapipiʻi electrode leaga, 1.3% CMC, 1.5% SBR 1.2% CNT, ma le vai e faʻaaogaina o se dispersant. A maeʻa ona faʻafefiloi, ufiufi, taʻavale, tipi, lamination, faʻapipiʻiina o tab, afifiina, taoina, tuiina o le vai, faʻatulagaina ma vaevaeina le gafatia, na saunia ai maa laʻititi vaivai laminated 408595 ma le gafatia faʻatulagaina o le 3 Ah. Sa fa'ata'ita'iina le fua fa'atatau o le 0.2C, 0.5C, 1C, 2C ma le 3C ma le fa'atinoga o le ta'amilosaga o le 0.5C o le fa'atumuina ma le fa'amamāina o le 1C. O le vaega o le voltage o le fa'atumuina ma le fa'amamāina o le 2.8-4.2 V, o le tafe tumau ma le voltage tumau o le fa'atumuina, ma le tafe tipi o le 0.5C.

2 I'uga ma Talanoaga

O le pauta silicon muamua na matauina e ala i le scanning electron microscopy (SEM). O le pauta silicon sa le tutusa le lapo'a ma le tele o le fasi vaega e itiiti ifo i le 2μm, e pei ona fa'aalia i le Ata 1(a). A mae'a le oloina o le polo, na matua fa'aitiitia le tele o le pauta silicon i le tusa ma le 100 nm [Ata 1(b)]. O le suega o le tele o le fasi vaega na fa'aalia ai o le D50 o le pauta silicon ina ua mae'a le oloina o le polo e 110 nm ma le D90 e 175 nm. O se su'esu'ega ma le fa'aeteete o le morphology o le pauta silicon ina ua mae'a le oloina o le polo e fa'aalia ai se fausaga manifinifi (o le fausiaina o le fausaga manifinifi o le a fa'amaonia atili mai le cross-sectional SEM mulimuli ane). O le mea lea, o fa'amaumauga D90 na maua mai le suega o le tele o le fasi vaega e tatau ona avea ma le umi o le nanosheet. Fa'atasi ai ma taunu'uga o le SEM, e mafai ona fa'amasinoina o le tele o le nanosheet na maua e la'ititi ifo nai lo le taua taua o le 150 nm o le gau o le pauta silicon i le taimi o le fa'atumuina ma le fa'ate'aina i le itiiti ifo ma le tasi le fua. O le fausiaina o le foliga manifinifi e mafua tele lava i le eseesega o le malosiaga o le vavae ese o vaega tioata o le silicon tioata, e aofia ai le vaega {111} o le silicon e maualalo le malosiaga o le vavae ese nai lo vaega tioata {100} ma le {110}. O le mea lea, e faigofie ona manifinifi lenei vaega tioata i le oloina o polo, ma iu ai ina fausia ai se fausaga manifinifi. O le fausaga manifinifi e fesoasoani i le faaputuputuina o fausaga manifinifi, e teuina ai le avanoa mo le faalauteleina o le silicon, ma faaleleia atili ai le mautu o le meafaitino.

O le slurry o loʻo i ai le nano-silicon, CNT ma le graphite na faʻasusuina, ma o le pauta aʻo leʻi faʻasusuina ma a maeʻa ona faʻasusuina na suʻesuʻeina e le SEM. O loʻo faʻaalia iʻuga i le Ata 2. O le graphite matrix na faʻaopoopoina aʻo leʻi faʻasusuina o se fausaga masani o le flake ma le lapoʻa e 5 i le 20 μm [Ata 2(a)]. O le suʻega o le tufatufaina o le tele o le particle o le graphite e faʻaalia ai o le D50 e 15μm. O le pauta na maua pe a uma ona faʻasusuina e iai se foliga spherical [Ata 2(b)], ma e mafai ona vaʻaia o le graphite ua ufiufiina e le vaega ufiufi pe a uma ona faʻasusuina. O le D50 o le pauta pe a uma ona faʻasusuina e 26.2 μm. O uiga faʻapitoa o le secondary particles na matauina e le SEM, e faʻaalia ai uiga o se fausaga porous e le tumau e faʻaputuina e nanomaterials [Ata 2(c)]. O le fausaga porous e aofia ai silicon nanosheets ma CNTs e fesoʻotaʻi le tasi ma le isi [Ata 2(d)], ma o le test specific surface area (BET) e maualuga e oʻo atu i le 53.3 m2/g. O le mea lea, pe a uma ona faʻasusuina, o silicon nanosheets ma CNTs e faʻapotopoto faʻatasi e fausia ai se fausaga porous.

O le vaega porous sa togafitia i le vali kaponi vai, ma ina ua maeʻa ona faʻaopoopoina le pitch muamua o le vali kaponi ma le carbonization, sa faia ai le mataʻituina o le SEM. O loʻo faʻaalia iʻuga i le Ata 3. A maeʻa ona vali muamua le kaponi, e lamolemole le fogāeleele o vaega lona lua, ma se vaega vali manino, ma ua maeʻa le vali, e pei ona faʻaalia i Ata 3(a) ma le (b). A maeʻa ona carbonization, e tausia e le vaega vali o le fogāeleele se tulaga lelei o le vali [Ata 3(c)]. E le gata i lea, o le ata SEM faʻalava e faʻaalia ai nanoparticles foliga-strip [Ata 3(d)], e fetaui ma uiga faʻaletino o nanosheets, e faʻamaonia atili ai le fausiaina o silicon nanosheets pe a uma le ball milling. E le gata i lea, o loʻo faʻaalia i le Ata 3(d) o loʻo i ai ni mea e faʻatumu ai i le va o nisi nanosheets. O le mafuaʻaga autu o lenei mea o le faʻaaogaina o le metotia vali vai. O le a sosolo le fofo asphalt i totonu o le meafaitino, ina ia maua ai e le fogāeleele o nanosheets silicon i totonu se vaega puipuia o le vali kaponi. O le mea lea, e ala i le faʻaaogaina o le vali vai, e le gata i le mauaina o le aafiaga vali vaega lona lua, e mafai foʻi ona maua le aafiaga vali kaponi faalua o le ufiufi vaega muamua. Sa faia suega i le BET mo le pauta ua fa'akāponi, ma o le i'uga o le suega e 22.3 m2/g.

O le pauta ua fa'asu'iina i le kaponi sa faia i ai le su'esu'ega o le malosi o le fusi o le eletise (EDS), ma o lo'o fa'aalia i'uga i le Ata 4(a). O le ogatotonu e pei o le micron o le vaega C, e tutusa ma le graphite matrix, ma o le ufiufi i fafo e iai le silicon ma le oxygen. Mo se su'esu'ega atili i le fausaga o le silicon, sa faia ai se su'ega X-ray diffraction (XRD), ma o lo'o fa'aalia i'uga i le Ata 4(b). O le meafaitino e tele lava ina faia i le graphite ma le silicon e tasi le tioata, e aunoa ma ni uiga manino o le silicon oxide, e fa'ailoa mai ai o le vaega o le oxygen o le su'ega o le malosi o le fusi o le eletise e mafua mai i le fa'aolaolaina masani o le fogāeleele silicon. O le meafaitino tu'ufa'atasi silicon-carbon ua fa'amaumauina o le S1.

O le mea silicon-carbon S1 ua saunia na faia i ai suega o le gaosiga o le afa-sela ituaiga-button ma le fa'asa'olotoina o le mamafa. O le pi'o muamua o le mamafa ma le fa'asa'olotoina o lo'o fa'aalia i le Ata 5. O le gafatia fa'apitoa e mafai ona toe fa'afo'isia e 1000.8 mAh/g, ma o le lelei o le ta'amilosaga muamua e maualuga atu i le 93.9%, lea e maualuga atu nai lo le lelei muamua o le tele o mea e fa'avae i luga o le silicon e aunoa ma le pre-lithiation o lo'o lipotia mai i tusitusiga. O le lelei muamua maualuga e fa'ailoa mai ai o le mea tu'ufa'atasi silicon-carbon ua saunia e maualuga lona mautu. Ina ia fa'amaonia aafiaga o le fausaga porous, feso'ota'iga fa'aeletise ma le ufiufi o le carbon i le mautu o mea silicon-carbon, e lua ituaiga o mea silicon-carbon na saunia e aunoa ma le fa'aopoopoina o le CNT ma e aunoa ma le ufiufi muamua o le carbon.

O le foliga o le pauta kaponi o le mea fa'apipi'i silicon-carbon e aunoa ma le fa'aopoopoina o le CNT o lo'o fa'aalia i le Ata 6. A mae'a le ufiufiina o le vai ma le kaponi, e mafai ona va'aia manino se vaega ufiufi i luga o le fogāeleele o vaega lona lua i le Ata 6(a). O le SEM fa'alava o le mea fa'apipi'i kaponi o lo'o fa'aalia i le Ata 6(b). O le fa'aputuga o silicon nanosheets e iai uiga porous, ma o le suega BET e 16.6 m2/g. Peita'i, pe a fa'atusatusa i le tulaga ma le CNT [e pei ona fa'aalia i le Ata 3(d), o le suega BET o lona pauta kaponi e 22.3 m2/g], o le mafiafia o le fa'aputuga nano-silicon i totonu e maualuga atu, e fa'ailoa mai ai o le fa'aopoopoina o le CNT e mafai ona fa'alauiloa ai le fausiaina o se fausaga porous. E le gata i lea, e leai se feso'ota'iga fa'aeletise tolu-vaega o le mea na fausia e le CNT. O le mea fa'apipi'i silicon-carbon ua fa'amaumauina o le S2.

O uiga fa'aletino o le mea fa'apipi'i silicon-carbon na saunia e ala i le ufiufiina o le carbon solid-phase o lo'o fa'aalia i le Ata 7. A mae'a le carbonization, e iai se vaega ufiufi manino i luga o le fogāeleele, e pei ona fa'aalia i le Ata 7(a). O lo'o fa'aalia i le Ata 7(b) o lo'o iai ni nanoparticles e foliga i fasipepa i le vaega fa'alava, lea e fetaui ma uiga fa'aletino o nanosheets. O le fa'aputuga o nanosheets e fausia ai se fausaga porous. E leai se mea e fa'atumu manino i luga o le fogāeleele i totonu o nanosheets, e fa'ailoa mai ai o le ufiufiina o le carbon solid-phase e na'o se vaega ufiufi carbon ma se fausaga porous e fausia ai, ma e leai se vaega ufiufi i totonu mo silicon nanosheets. O lenei mea fa'apipi'i silicon-carbon ua fa'amaumauina o le S3.

O le suega o le fa'atumuina ma le fa'asa'olotoina o le afa-sela o le ituaiga-fa'amau na faia i luga o le S2 ma le S3. O le gafatia fa'apitoa ma le lelei muamua o le S2 e 1120.2 mAh/g ma le 84.8%, i le fa'asologa, ma le gafatia fa'apitoa ma le lelei muamua o le S3 e 882.5 mAh/g ma le 82.9%, i le fa'asologa. O le gafatia fa'apitoa ma le lelei muamua o le fa'ata'ita'iga S3 ua ufiufiina i le vaega mautu sa maualalo, o lo'o fa'ailoa mai ai na'o le ufiufiina o le kaponi o le fausaga porous na faia, ma le ufiufiina o le kaponi o le nanosheets silicon i totonu e le'i faia, lea e le mafai ona tu'uina atu atoatoa le malosi fa'apitoa o le mea e fa'avae i le silicon ma e le mafai ona puipuia le luga o le mea e fa'avae i le silicon. O le lelei muamua o le fa'ata'ita'iga S2 e aunoa ma le CNT sa maualalo foi nai lo le mea tu'ufa'atasi silicon-carbon o lo'o i ai le CNT, o lo'o fa'ailoa mai ai i luga o le fa'avae o se vaega ufiufi lelei, o le feso'ota'iga fa'aeletise ma le maualuga o le fausaga porous e fesoasoani i le fa'aleleia atili o le lelei o le fa'atumuina ma le fa'asa'olotoina o le mea silicon-carbon.

O le mea S1 silicon-carbon na faʻaaogaina e fai ai se maa laʻititi e tumu i le soft-pack e suʻesuʻe ai le saoasaoa o le faʻatinoga ma le faʻatinoga o le taʻamilosaga. O loʻo faʻaalia i le Ata 8(a) le piʻo o le saoasaoa o le faʻasaʻolotoina. O le gafatia o le faʻasaʻolotoina o le 0.2C, 0.5C, 1C, 2C ma le 3C e 2.970, 2.999, 2.920, 2.176 ma le 1.021 Ah, i le faasologa. O le saoasaoa o le faʻasaʻolotoina o le 1C e maualuga e oʻo atu i le 98.3%, ae o le saoasaoa o le faʻasaʻolotoina o le 2C e paʻu i le 73.3%, ma o le saoasaoa o le faʻasaʻolotoina o le 3C e paʻu atili i le 34.4%. Ina ia auai i le vaega fesuiaʻiga o le silicon negative electrode, faʻamolemole faʻaopoopo le WeChat: shimobang. I le tulaga o le saoasaoa o le faʻatumuina, o le gafatia o le faʻatumuina o le 0.2C, 0.5C, 1C, 2C ma le 3C e 3.186, 3.182, 3.081, 2.686 ma le 2.289 Ah, i le faasologa. O le fua faatatau o le fa'atumuina o le 1C e 96.7%, ma o le fua faatatau o le fa'atumuina o le 2C e o'o atu lava i le 84.3%. Peita'i, i le matauina o le pi'o o le fa'atumuina i le Ata 8(b), o le fa'avae fa'atumuina o le 2C e matua tele atu nai lo le fa'avae fa'atumuina o le 1C, ma o lona gafatia fa'atumuina o le voltage faifai pea e aofia ai le tele (55%), o lo'o fa'ailoa mai ai o le polarization o le maa toe fa'atumuina o le 2C ua matua tele lava. O le mea silicon-carbon e iai le fa'atinoga lelei o le fa'atumuina ma le fa'ate'aina i le 1C, ae o uiga fa'atulagaina o le mea e mana'omia ona fa'aleleia atili ina ia ausia ai le fa'atinoga maualuga o le fua faatatau. E pei ona fa'aalia i le Ata 9, a mae'a ta'amilosaga e 450, o le fua faatatau o le taofia o le gafatia e 78%, o lo'o fa'aalia ai le fa'atinoga lelei o le ta'amilosaga.

O le tulaga o le luga o le eletise a'o le'i amataina ma ina ua mae'a le ta'amilosaga na su'esu'eina e le SEM, ma o lo'o fa'aalia i'uga i le Ata 10. A'o le'i amataina le ta'amilosaga, e manino le luga o le graphite ma mea silicon-carbon [Ata 10(a)]; a mae'a le ta'amilosaga, e manino lava le faia o se vaega ufiufi i luga o le luga [Ata 10(b)], o se ata mafiafia SEI. O le mageso o le ata SEI O le fa'aaogaina o le lithium malosi e maualuga, lea e le fetaui ma le fa'atinoga o le ta'amilosaga. O le mea lea, o le fa'alauiloaina o le fausiaina o se ata SEI lamolemole (e pei o le fausiaina o ata SEI fa'apitoa, fa'aopoopoina o mea fa'aopoopo electrolyte talafeagai, ma isi) e mafai ona fa'aleleia atili ai le fa'atinoga o le ta'amilosaga. O le mata'ituina o le SEM fa'alava o vaega silicon-carbon ina ua mae'a le ta'amilosaga [Ata 10(c)] o lo'o fa'aalia ai ua sili atu ona mageso le silicon nanoparticles muamua ma ua ave'esea le fausaga porous. O le mafua'aga autu o lenei mea o le fa'alauteleina pea o le voluma ma le fa'apu'upu'uina o le mea silicon-carbon i le taimi o le ta'amilosaga. O le mea lea, e mana'omia ona fa'aleleia atili le fausaga porous ina ia maua ai le avanoa buffer e lava mo le fa'alauteleina o le voluma o le mea e fa'avae i le silicon.

3 Faaiuga

E faʻavae i luga o le faʻalauteleina o le voluma, le lelei o le conductivity ma le le mautu o le interface o mea eletise leaga e faʻavae i luga o le silicon, o lenei pepa ua faia ai ni faʻaleleiga faʻapitoa, mai le faʻatulagaina o le morphology o silicon nanosheets, fausiaina o le porous structure, fausiaina o le conductive network ma le ufiufi atoa o le carbon o vaega lona lua atoa, e faʻaleleia atili ai le mautu o mea eletise leaga e faʻavae i luga o le silicon i le atoaga. O le faʻaputuina o silicon nanosheets e mafai ona fausia ai se fausaga porous. O le faʻalauiloaina o le CNT o le a faʻalauteleina atili ai le fausiaina o se fausaga porous. O le mea tuʻufaʻatasi silicon-carbon na saunia e ala i le ufiufi vai e iai se aafiaga ufiufi carbon faalua nai lo le mea na saunia e ala i le ufiufi solid phase, ma e faʻaalia ai le maualuga o le gafatia faʻapitoa ma le lelei muamua. E le gata i lea, o le lelei muamua o le mea tuʻufaʻatasi silicon-carbon o loʻo iai le CNT e maualuga atu nai lo le mea e aunoa ma le CNT, lea e mafua ona o le maualuga o le gafatia o le fausaga porous e faʻaitiitia ai le faʻalauteleina o le voluma o mea e faʻavae i luga o le silicon. O le faʻalauiloaina o le CNT o le a fausia ai se fesoʻotaʻiga conductive tolu-dimensional, faʻaleleia atili le conductivity o mea e faʻavae i luga o le silicon, ma faʻaalia ai le lelei o le faʻatinoga o le fua faatatau i le 1C; ma o le mea e faʻaalia ai le lelei o le faʻatinoga o le taʻamilosaga. Peita'i, e mana'omia ona fa'amalosia atili le fausaga porous o le meafaitino ina ia maua ai le avanoa talafeagai mo le fa'alauteleina o le silicon, ma fa'alauiloa ai le fausiaina o se lamolemole.ma le ata tifaga SEI mafiafia e fa'aleleia atili ai le fa'atinoga o le ta'amilosaga o le mea fa'apipi'i silicon-carbon.

Matou te tuʻuina atu foʻi oloa graphite ma silicon carbide e maualuga le mama, lea e faʻaaogaina lautele i le faʻagasologa o le wafer e pei o le oxidation, diffusion, ma le annealing.

Talia soʻo se tagata faʻatau mai le lalolagi atoa e asiasi mai ia i matou mo nisi talanoaga!

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