Aplikime me densitet të lartë të energjisë

analizoi kapacitetin e ruajtjes së energjisë, qëndrueshmërinë dhe koston e baterisë. Aktualisht, bateria më e avancuar e litiumit me densitet të lartë të energjisë përdor oksid metali kalimtar të litiumit me shtresa LiMo2 (M=Ni, Co dhe Mn ose Al) si të dhëna të aktivitetit të katodës (≈150? 200mahG-1 kapaciteti efektiv i shkarkimit) 1? Grafiti (teorik Kapaciteti specifik është 372mahG-1) si të dhëna të aktivitetit të anodës. Shtimi i një pjese të silikonit (rreth li15si4, 3579mahgsi? 1) doli të ishte një strategji efektive për të rritur më tej energjinë specifike. Për shembull, Yim et al. përdori të dhëna të përbëra të grafitit dhe pluhurit të silikonit (5% wt%) për të përgatitur dhe testuar anodat ngjitëse të poliviniliminës. Pas 350 cikleve, elektroda më efektive ka një kapacitet specifik prej 514 mahG-1, që është 1.6 herë më i madh se anoda e grafitit komercial, tha autori. Megjithatë, përfundimi i ciklit të sigurisë së anodave të silikonit me përmbajtje të lartë dhe ngarkesë të lartë është shumë sfidues. Defektet më serioze të silikonit si të dhëna të aktivitetit të anodës janë: (I) pakthyeshmëria e lartë, veçanërisht në dy ciklet e para, siç janë reaksionet anësore me elektrolitin; (II) dhe litiumit pas lidhjes, ndryshimi i vëllimit është i madh, duke rezultuar në grimcat plasariten dhe anoda vetëpluhurohet.

Duhet të theksohet se të gjitha këto efekte të kundërta jo vetëm që do të shkaktojnë një akumulim të madh të rezistencës gjatë funksionimit të baterisë, por gjithashtu do të shkaktojnë varfërimin e litiumit të katodës. Përveç kësaj, humbja e kontaktit të grimcave të silikonit në rrjetin përçues karbon zi/lidhës dhe/ose kolektor do të përshpejtojë degradimin e kapacitetit. Vitet e fundit, elektrolite, aditivë dhe lidhës polimerësh të rinj dhe/ose të përmirësuar janë testuar për të kapërcyer problemet kryesore të anodave të silikonit. 11, 13, 15? 17 Përveç kësaj, fokusi është në përgatitjen e të dhënave të aktivitetit redoks me bazë silikoni me cilësi të lartë. Nga këndvështrimi i këtyre studimeve, vetëm disa prej tyre janë shqyrtuar këtu. Në veçanti, të dhënat e silikonit dhe SiOx dhe të dhënat e tyre të përbëra, veçanërisht nanogrimcat e karbonit, kanë perspektiva të gjera në aplikimet e ardhshme të ruajtjes së energjisë. Për shembull, 18-21, Breitung et al. prodhoi një material të përbërë nga grimca silikoni dhe nanofibra karboni. Pas qindra cikleve, kapaciteti i saj ishte afërsisht dyfishi i elektrodës origjinale të grimcave të silikonit. Rezultatet tregojnë se mbajtja e kapacitetit të grimcave të silikonit të veshura me karbon përmirësohet pasi glukoza përgatitet me metodën hidrotermale. Frymëzuar nga këto studime, qëllimi i këtij studimi është të përdorë grimcat e silikonit të para-veshura me polimer për të përgatitur kompozita nano-si/C me një strukturë bërthamore-presë. Mikroskopi elektronik, difraksioni me rreze X dhe spektroskopia Raman u përdorën për të karakterizuar mostrat e pluhurit të karbonizuar në 700~900℃. Metoda e presionit në vend, spektrometria diferenciale elektrokimike e masës dhe metoda e emetimit akustik u përdorën për të analizuar zgjerimin e vëllimit, sjelljen e depërtimit dhe sjelljen e deformimit/degradimit mekanik të grimcave të përbëra si/C në elektrodën aktuale.