Utafiti huu unaunganisha silikoni yenye uwezo mkubwa wa kuhifadhi lithiamu na grafeni yenye upitishaji mkubwa wa umeme na unyumbufu wa kimitambo katika muundo mmoja wa elektrodi unaojitegemeza. Watafiti walitengeneza anodi ya kompoziti ya Si-rGOP ambayo tabaka ndogo/nano za silikoni za pande mbili na oksidi ya grafeni iliyorejeshwa hupangwa juu ya nyingine, na inaweza kutumika kama filamu bila kuhitaji kikusanya mkondo cha nje cha metali. Ili kupunguza tatizo la kuvunjika linalosababishwa na mabadiliko ya ujazo wa silikoni wakati wa kuchaji na kutoa chaji, ambayo yanaweza kuzidi %300, walitumia jiometria ya kitabaka na unyumbufu wa rGO; wakati huo huo, kuwa dhaifu kwa filamu kunakosababishwa na kuongezwa kwa silikoni kulipunguzwa kwa kutumia %2 PVA.

Anodi ya Si-rGOP ilionyesha uwezo wa awali wa kutoa chaji wa 1041 mAh·g^-1 na uwezo wa awali wa kuchaji wa 720 mAh·g^-1 katika msongamano wa mkondo wa 0,2 A·g^-1. Ufanisi wa awali wa Coulomb uliripotiwa kuwa %69. Katika msongamano huo huo wa mkondo, baada ya mizunguko 300 ya kuchaji-kutoa chaji, uwezo mahususi uliendelea kuwa 508 mAh·g^-1. Katika jaribio la kiwango cha mkondo, uwezo ulipimwa kuwa 600 katika 0,1 A·g^-1, 490 katika 0,2 A·g^-1, 380 katika 0,5 A·g^-1 na 310 mAh·g^-1 katika 1,0 A·g^-1.

Seli kamili iliyotengenezwa kwa katodi ya LiFePO₄ na anodi ya Si-rGOP ilitoa mwanzoni uwezo mahususi wa 148 mAh·g^-1 na baada ya mizunguko 50 ilihifadhi uwezo wa 112 mAh·g^-1. Uhifadhi wa uwezo uliotolewa katika utafiti ni %75. Seli ya kifurushi inayonyumbulika iliweza kuwasha safu ya LED ikiwa katika hali tambarare na pia ilipokuwa imekunjwa. Ingawa jaribio hili linatoa onyesho la kiutendaji la unyumbufu wa kimitambo, maisha ya kielectrokemia chini ya kukunjwa kwa muda mrefu, msongamano wa nishati na utofauti wa utengenezaji katika idadi kubwa ya seli havikupimwa.

Kwa mtazamo wa Türkiye, utafiti huu unatoa usanifu wa nyenzo unaoweza kutumika katika tafiti za anodi za silikoni-kaboni kwa vifaa vya elektroniki vinavyovaliwa, vihisi vinavyonyumbulika, mifumo ya elektroniki inayokunjika na suluhisho za kuhifadhi nishati zinazoweza kubadilisha umbo. Hata hivyo, matokeo ya filamu ya kiwango cha maabara na seli kamili chache hayathibitishi kwamba teknolojia iko tayari moja kwa moja kwa uzalishaji wa wingi au betri za kibiashara. Kwa uzalishaji wa ndani, upakiaji wa eneo wa elektrodi, matumizi ya elektrolaiti, usalama, utendaji wa seli za pouch zenye tabaka nyingi, mavuno ya uzalishaji wa mfululizo na mizunguko ya muda mrefu ya kimitambo vinahitaji kuthibitishwa kando.

Kwa nini silikoni inavutia kwa betri za lithiamu-ioni?

Silikoni ni nyenzo yenye uwezo mkubwa wa kizazi kijacho kwa anodi za betri za lithiamu-ioni kwa sababu ya uwezo wake mahususi wa kinadharia wa takriban 4200 mAh·g^-1. Hata hivyo, faida hii inaambatana na tatizo kubwa la kimitambo. Silikoni inapopokea lithiamu, ujazo wake unaweza kuongezeka kwa zaidi ya %300. Upanuzi na kusinyaa kunakorudiwa kunaweza kusababisha chembe hai kuvunjika, uadilifu wa elektrodi kuharibika na kiolesura cha elektrolaiti dhabiti kupasuka na kuundwa upya mara kwa mara.

Kwa sababu hiyo, silikoni hai inaweza kupoteza muunganisho wake wa umeme na elektrolaiti inaweza kuendelea kuitikia na nyuso mpya, hivyo kusababisha uwezo kupungua kwa kasi. Upitishaji mdogo wa umeme wa silikoni yenyewe pia huzuia utendaji chini ya mikondo mikubwa.

Grafeni inakabiliana vipi na tatizo hili?

Tabaka zinazotegemea grafeni zinaweza kuunda njia za elektroni zinazopitisha umeme na pia kutoa mtandao unaonyumbulika unaoweza kukabiliana kimitambo na mabadiliko ya ujazo wa silikoni. Mbinu ya watafiti si kuchanganya silikoni tu na chembe za grafeni, bali kupanga nyenzo hizo mbili tabaka kwa tabaka kwa kutumia kufanana kwa jiometria zao za pande mbili.

Muundo huu unalenga kazi tatu kwa wakati mmoja:

• Kuunda njia endelevu za upitishaji wa umeme kati ya tabaka za silikoni,
• Kuwezesha grafeni kujikunja na kubadilika umbo ili kufidia mkazo wakati ujazo wa silikoni unabadilika,
• Kuunda filamu inayonyumbulika inayojitegemeza bila kutegemea kibebaji kigumu cha nje cha elektrodi.

Tabaka za silikoni za pande mbili zina tofauti gani?

Katika utafiti huu, chembe za silikoni zilizotumika zina jiometria ya tabaka ndogo/nano badala ya kuwa nanochembe za duara. Watafiti wanaona kuwa katika muundo huu, upanuzi wa ujazo wakati wa lithiation hutokea kwa kiasi kikubwa katika mwelekeo ulio wima kwa tambarare ya tabaka, jambo ambalo ni faida.

Upanuzi huu wenye mwelekeo unaweza kurahisisha tabaka za grafeni zilizopangwa vizuri kukabiliana na mgeuko wa silikoni. Kwa hivyo, badala ya kuvimba kiholela kwa pande tatu, inalengwa harakati ya kimitambo ambayo muundo wa kitabaka unaweza kuhimili.

Kwa nini kompoziti ilikuwa dhaifu bila PVA?

Kielelezo 1 katika ukurasa wa 6 kinaonyesha kuwa karatasi ya oksidi ya grafeni pekee inaweza kustahimili kukunjwa kwa kiasi kikubwa. Hata hivyo, tabaka za silikoni zilipoongezwa kwenye kompoziti, filamu ya Si/C iliyokaushwa ilikakamaa na nyufa zikajitokeza.

Watafiti waliongeza %2 ya pombe ya polivinili kama kiimarishaji cha kimitambo ili kupunguza tatizo hili. Baada ya kuongeza PVA, walipata filamu yenye eneo kubwa iliyodumisha uadilifu wake, na filamu ilipokunjwa kuzunguka fimbo ya kioo yenye kipenyo cha takriban 5 mm, hakuna uharibifu wa kimitambo unaoonekana uliobainika.

Jaribio hili linaonyesha uwezo mkubwa wa kompoziti kupinda; hata hivyo, utafiti haukutoa vigezo vya kimitambo vya kiasi kama nguvu ya mvutano, moduli ya Young, urefu wa kuvunjika au radius ya chini ya kukunjwa inayoweza kurudiwa.

Je, silikoni na grafeni ziligusana kweli tabaka kwa tabaka?

Katika picha za TEM za ukurasa wa 7, tabaka ndogo/nano za Si na rGO zinaonekana kufunikana juu ya nyingine. Tabaka za grafeni zinaonekana kuwa na mikunjo iliyo wazi na zimeonyeshwa kuunda eneo kubwa la mgusano na nyuso za silikoni.

Katika picha za TEM zenye ukuzaji mkubwa, silikoni ya fuwele na rGO amofasi zinaweza kutofautishwa; tabaka la oksidi amofasi lenye unene wa takriban 1 nm linaonekana kwenye uso wa silikoni.

Katika ramani za EDX za sehemu ya msalaba, usambazaji wa oksijeni, kaboni na silikoni umefuatiliwa kwa mpangilio wa kitabaka. Watafiti wanaona hili kama ushahidi kwamba wakati wa kukausha, tabaka za Si na grafeni ziliunda muundo wa kujipanga kwa mfululizo.

Je, dhamana ya kemikali iliundwa kwenye kiolesura?

Katika uchanganuzi wa FTIR, rGO, tabaka za silikoni na kompoziti ya Si-rGOP zililinganishwa kando. Watafiti walihusisha bendi ya ziada iliyoonekana katika kompoziti karibu 600 cm^-1 na mtetemo wa Si-C na kuitafsiri kama dalili ya kuundwa kwa dhamana mpya ya kemikali kati ya silikoni na grafeni.

Kulingana na tafsiri ya utafiti, dhamana hii ya kiolesura inaweza kutoa faida mbili. Kwanza, mgusano wa umeme kati ya silikoni na grafeni unaweza kuwa thabiti zaidi kimitambo. Pili, tabaka la grafeni linaweza kutenganisha kwa kiasi uso wa silikoni na mgusano wa moja kwa moja na elektrolaiti, na hivyo kufanya kazi kama muundo wa kinga wa bandia unaofanana na SEI.

Hata hivyo, utafiti haukuthibitisha kando kemia ya kiolesura kwa XPS, NMR ya hali dhabiti au mbinu nyingine za ziada za kubainisha dhamana. Kwa hiyo, hitimisho kuhusu uwepo wa dhamana ya Si-C linategemea tafsiri ya FTIR iliyotolewa katika utafiti.

Kompoziti ina silikoni kiasi gani?

Katika uchanganuzi wa TGA, GOP na rGOP zilionyesha uoksidishaji wa haraka na kupoteza uzito karibu 500 °C. Katika kompoziti ya Si-rGOP, upotevu wa uzito ulitokea polepole zaidi na takriban %43 ya uzito uliobaki ulisalia mwishoni mwa jaribio.

Watafiti waliitafsiri mabaki haya ya %43 kama kiasi cha silikoni katika kompoziti. Hata hivyo, uzito kamili wa silikoni uliowekwa katika fomula ya mwanzo na uwiano wa mwanzo wa Si:rGO haukutolewa wazi.

rGOP pekee ilifanya kazi vipi?

Karatasi ya oksidi ya grafeni iliyorejeshwa ilitumika katika utafiti kama elektrodi kuu ya kulinganisha. Kulingana na Kielelezo 4(a), uwezo mahususi wa awali wa rGOP ulikuwa takriban 100 mAh·g^-1, na baada ya mizunguko 300 ulipungua hadi takriban 60 mAh·g^-1.

Ikilinganishwa na uwezo wa kompoziti ya Si-rGOP, thamani hizi zinaonyesha kuwa sehemu kubwa ya jumla ya uwezo wa kuhifadhi lithiamu inatokana na tabaka za silikoni.

Utendaji wa mzunguko wa kwanza wa Si-rGOP ulikuwaje?

Kuwa kwa uwezo wa awali wa kuchaji chini ya uwezo wa kutoa chaji kunaonyesha matumizi ya lithiamu yasiyoweza kurejeshwa katika mzunguko wa kwanza. Utafiti haukutoa mizania ya kina ya kikemia ya upotevu huu.

Nini kilitokea baada ya mizunguko 300?

Kielelezo 4(c) katika ukurasa wa 11 kinaonyesha kuwa uwezo ulipungua haraka katika mizunguko ya mwanzo, kisha ukatengeneza eneo tambarare lililo thabiti zaidi karibu 500 mAh·g^-1. Katika 0,2 A·g^-1, uwezo mahususi baada ya mizunguko 300 ulitolewa kuwa 508 mAh·g^-1.

Ufanisi wa Coulomb pia huongezeka hadi kiwango cha juu baada ya mzunguko wa kwanza na katika grafu unabaki karibu na kiwango hicho katika mizunguko 300. Hata hivyo, makala haikutoa kwa nambari wastani wa ufanisi wa Coulomb katika mizunguko ya mwisho wala mkengeuko wa kawaida kati ya mizunguko.

Je, muundo wa fuwele wa silikoni ulibadilika wakati wa kuzungushwa?

Katika mikunjo ya kuchaji-kutoa chaji, eneo tambarare la volteji lililo wazi lilionekana katika mizunguko ya kwanza. Watafiti wanahusisha hili na ukristali mzuri wa tabaka za silikoni za awali.

Kadiri idadi ya mizunguko inavyoongezeka, eneo hili tambarare hubadilika kuwa wasifu wenye mteremko zaidi. Utafiti unaeleza mabadiliko haya kwa kugeuka hatua kwa hatua kwa tabaka za silikoni kuwa amofasi wakati wa mizunguko ya kielectrokemia.

Uwezo ulibadilika vipi msongamano wa mkondo ulipoongezeka?

Kadiri msongamano wa mkondo unavyoongezeka, uwezo unaoweza kutumika hupungua kwa utaratibu. Katika Kielelezo 4(e), uwezo unaonekana kuongezeka tena msongamano wa mkondo unapopunguzwa; hii inaonyesha kwamba elektrodi haikupoteza kabisa kazi yake ya kuhifadhi lithiamu baada ya matumizi ya mkondo mkubwa.

Watafiti hawakujaribu misongamano ya mkondo iliyo juu ya 1,0 A·g^-1. Kama sababu, walitaja kasoro na vikundi vya kikemia vilivyobaki kwenye rGOP baada ya urejeshaji ambavyo hupunguza uhamaji wa elektroni.

Kwa nini jaribio la seli kamili ni muhimu?

Kupima nyenzo ya anodi tu katika nusu-seli yenye elektrodi kinyume ya metali ya lithiamu hutoa taarifa chache kuhusu tabia ya betri halisi. Kwa hiyo, watafiti waliunganisha anodi za Si-rGOP na katodi za LiFePO₄ ili kuunda seli kamili.

Mikunjo ya kuchaji na kutoa chaji ilipokuwa karibu na kufuatana, watafiti waliitafsiri hali hiyo kama kiashiria cha urejeshaji mzuri na uthabiti wa kimuundo.

Hata hivyo, chanzo hakikueleza wazi uwezo wa seli kamili ulisawazishwa kwa kuzingatia uzito wa nyenzo gani hai. Kwa hiyo, tahadhari inahitajika unapolinganisha moja kwa moja thamani za 148 na 112 mAh·g^-1 na seli kamili nyingine.

Je, betri iliyokunjwa ilifanya kazi kweli?

Ndiyo. Kielelezo 5(c) katika ukurasa wa 12 kinaonyesha hali mbili ambapo seli ya pouch inayonyumbulika imeunganishwa na safu ya LED. LED zinawaka seli ikiwa tambarare na pia ikiwa imekunjwa kwa mkono.

Onyesho hili linaonyesha kwamba muunganisho wa umeme na utendaji wa seli ulihifadhiwa katika hali moja ya kukunjwa. Hata hivyo, utafiti haukuripoti kwa nambari:

• Radius ya kukunjwa,
• Pembe ya kukunjwa,
• Idadi ya mizunguko ya kimitambo iliyotumika,
• Tofauti ya uwezo kati ya hali iliyokunjwa na tambarare,
• Mabadiliko ya upinzani wa ndani,
• Uchovu wa kimitambo wa muda mrefu

Kwa hiyo, onyesho la LED ni uthibitisho wa kiutendaji wa dhana; si uthibitisho wa betri ya kibiashara inayonyumbulika inayoweza kustahimili maelfu ya mikunjo.

Nguvu kuu za utafiti ni zipi?

• Silikoni na grafeni zilipangwa moja kwa moja kwa kutumia jiometria zinazofanana za pande mbili.
• Kompoziti ilitayarishwa kama filamu inayojitegemeza na inayoweza kukunjwa.
• Ilionyeshwa kwa picha kwamba PVA huipa filamu dhaifu ya Si/rGO unyumbufu wa kimitambo.
• Muundo ulitathminiwa kwa TEM, EDX ya sehemu ya msalaba, FTIR na TGA kutoka pande tofauti.
• Eneo kubwa la mgusano wa kiolesura kati ya silikoni na rGO lilionyeshwa.
• Jaribio la nusu-seli la mizunguko 300 lilifanywa.
• Utendaji wa kiwango cha mkondo ulipimwa katika misongamano tofauti ya mkondo.
• Seli kamili ilijengwa kwa katodi ya LiFePO₄.
• Ilionyeshwa kwamba seli ya pouch inayonyumbulika inaweza kuwasha LED ikiwa imekunjwa.
• Mchango sawa wa Ying Sun na Ting Zhu uliripotiwa wazi katika chanzo.

Mapungufu makuu ya utafiti ni yapi?

• Sehemu ya majaribio haikutoa kwa kina itifaki ya kuunganisha nusu-seli na seli kamili.
• Muundo na kiasi cha elektrolaiti havikuelezwa.
• Aina ya kitenganishi haikutajwa.
• Chanzo, unene wa wastani na mgawanyo wa ukubwa wa tabaka za silikoni haukutolewa kwa kina.
• Uwiano wa awali wa uzito wa Si:rGO haukutajwa wazi.
• Ingawa mabaki ya uzito wa %43 katika TGA yalitafsiriwa kama kiasi cha silikoni, hakukuwa na kipimo huru cha kikemia cha kiasi hicho.
• Upakiaji wa eneo wa nyenzo hai, mg·cm^-2, haukutajwa.
• Uwezo wa eneo wa elektrodi, mAh·cm^-2, haukutolewa.
• Kwa unene wa filamu, thamani ya takriban 2 µm ilitolewa tu kwa rGOP; unene wa mwisho wa elektrodi ya Si-rGOP haukuripotiwa kwa utaratibu.
• Upitishaji wa umeme wa elektrodi haukupimwa moja kwa moja.
• Nguvu ya mvutano, moduli ya Young na urefu wa kuvunjika havikupimwa.
• Uwezo wa kielectrokemia chini ya kukunjwa kwa muda mrefu na kurudiwa haukupimwa.
• Ufanisi wa awali wa Coulomb katika nusu-seli ni mdogo kwa %69.
• Hakukuwa na jaribio la maisha marefu zaidi baada ya mizunguko 300.
• Utendaji wa kiwango cha mkondo zaidi ya 1 A·g^-1 haukuchunguzwa.
• Seli kamili iliripotiwa kwa mizunguko 50 pekee.
• Haijulikani uwezo mahususi wa seli kamili ulihesabiwa kwa msingi wa uzito gani.
• Msongamano wa nishati na msongamano wa nguvu wa seli haukutolewa.
• Uwiano wa uwezo wa N/P na usawazishaji wa elektrodi haukutajwa.
• Haikuelezwa kama pre-lithiation ilitumika.
• Idadi ya seli, marudio huru, pau za makosa na migawanyo ya takwimu havikutolewa.
• Hakukuwa na majaribio ya usalama, kuvimba, uthabiti wa joto au abuse.
• Gharama ya uzalishaji wa mfululizo au mavuno ya uzalishaji hayakutathminiwa.

Matokeo yanayoungwa mkono na utafiti

• Imeonyeshwa kwamba tabaka za Si na rGO zinaweza kuunda filamu ya kompoziti ya kitabaka yenye mgusano kati yao.
• Kuongezwa kwa %2 PVA kuliboresha uadilifu na uwezo wa kukunjwa wa filamu chini ya hali za utayarishaji za utafiti.
• Si-rGOP ilitoa uwezo mahususi mkubwa kuliko rGOP.
• Si-rGOP ilitoa uwezo wa 508 mAh·g^-1 baada ya mizunguko 300 katika 0,2 A·g^-1.
• Msongamano wa mkondo ulipoongezeka kutoka 0,1 hadi 1,0 A·g^-1, uwezo ulipungua kutoka 600 hadi 310 mAh·g^-1.
• Seli kamili ya LiFePO₄/Si-rGOP ilionyesha uwezo wa 112 mAh·g^-1 baada ya mizunguko 50.
• Seli ya pouch iliyotayarishwa iliweza kuwasha safu ya LED ikiwa imekunjwa.

Matokeo ambayo utafiti haujathibitisha

• Haijathibitishwa kwamba Si-rGOP hudumu zaidi kuliko anodi za grafiti za kibiashara.
• Haijaonyeshwa kwamba kompoziti hutoa msongamano wa nishati wa kiwango cha kibiashara.
• Maisha ya matumizi yaliyo marefu sana kuliko mizunguko 300 hayajathibitishwa.
• Utendaji wa betri dhidi ya maelfu ya mikunjo ya kimitambo haujajaribiwa.
• Haijathibitishwa kwamba muundo unafaa moja kwa moja kwa uzalishaji wa viwandani wa roll-to-roll.
• Haijatenganishwa moja kwa moja kwamba dhamana za kiolesura za Si-C ndizo sababu pekee ya uboreshaji wa kielectrokemia.
• Haijapimwa moja kwa moja kwamba grafeni hufanya kikamilifu kama tabaka bandia la SEI ndani ya seli halisi.
• Matumizi salama na ya muda mrefu ya nyenzo katika vifaa vya elektroniki vinavyovaliwa hayajathibitishwa.

Kwa nini ni muhimu kwa vifaa vya elektroniki vinavyovaliwa na vinavyonyumbulika?

Elektrodi za kawaida hutegemea kufunika nyenzo hai juu ya kikusanya mkondo cha metali kwa kiunganishi. Katika vifaa vinavyonyumbulika, foili ya metali, tabaka nene za kiunganishi na muundo wa elektrodi wa chembechembe unaweza kuleta kizuizi cha kimitambo wakati wa mabadiliko ya umbo yanayorudiwa.

Katika utafiti huu, kompoziti hai ya Si/rGO yenyewe hufanya kazi kama elektrodi nyembamba, inayojitegemeza na inayoweza kukunjwa. Mbinu kama hii ikiunganishwa na uwezo wa eneo wa kutosha na uimara wa muda mrefu, inaweza kuchangia miundo myembamba zaidi ya betri kwa skrini zinazokunjika, elektroniki zinazolingana na mwili na mifumo ya vihisi vinavyonyumbulika.

Hata hivyo, uwezo huu lazima utenganishwe na ushahidi wa sasa wa majaribio. Utafiti unaonyesha elektrodi inayonyumbulika na seli ya pouch iliyokunjwa inayofanya kazi; bado haujathibitisha maisha ya kifaa cha kibiashara kinachovaliwa au usanifu wa seli unaoweza kuzalishwa kwa wingi.

Mbinu na Matokeo ya Utafiti

Utengenezaji wa oksidi ya grafeni

GO ilitayarishwa kwa mbinu iliyorekebishwa ya Hummers.

Utayarishaji wa rGOP

Jeli ya GO iliyotayarishwa ilikaushwa ili kuunda karatasi ya oksidi ya grafeni. Kisha GOP ilizamishwa katika suluhisho la 200 g·L^-1 la sodium L-ascorbate katika 80 °C kwa dakika 30 na kukaushwa ili kupata karatasi ya oksidi ya grafeni iliyorejeshwa kwa kiasi.

Utayarishaji wa elektrodi ya kompoziti ya Si-rGOP

• Tabaka ndogo/nano za Si za pande mbili ziliongezwa kwenye jeli ya GO.
• Mchanganyiko ulikorogwa katika 90 °C.
• %2 PVA iliongezwa na kuyeyushwa.
• Mchanganyiko ulikaushwa ili kuunda filamu.
• Filamu ilizamishwa katika suluhisho la sodium ascorbate katika 80 °C ili kurejeshwa.
• Kwa ukaushaji wa mwisho, anodi ya kompoziti ya Si-rGOP inayojitegemeza ilipatikana.

Chanzo hakitoi wazi uzito wa mwanzo wa tabaka za Si, kiasi cha GO na kiasi cha nyenzo kwa kila filamu ya mwisho.

Uainishaji wa muundo mdogo

Uchunguzi wa kimitambo

rGOP ilistahimili kukunjwa na kupinda kwa kiasi kikubwa bila kuonyesha nyufa zinazoonekana. Baada ya kuongeza silikoni, kompoziti isiyo na PVA ikawa ngumu na dhaifu baada ya kukaushwa. Filamu ya mwisho yenye %2 PVA ilidumisha uadilifu wake na iliweza kukunjwa kuzunguka fimbo ya kioo yenye kipenyo cha 5 mm bila uharibifu unaoonekana.

Matokeo ya mizunguko ya nusu-seli

Utendaji wa kiwango cha mkondo

Matokeo ya seli kamili

Maelezo ya istilahi na uripoti ndani ya chanzo

• Katika maandishi, malighafi ya mwanzo inaelezwa kama “flake graphite”, huku katika maelezo ya Kielelezo 1 picha ya (a) ikiitwa “Flake graphene”. Kauli hizi mbili hazilingani kikamilifu ndani ya chanzo.
• Katika muhtasari, uwezo wa mwisho unaoweza kurejeshwa umezungushwa kuwa takriban 500 mAh·g^-1, huku katika sehemu ya matokeo na sehemu ya kielectrokemia thamani baada ya mizunguko 300 ikitolewa kuwa 508 mAh·g^-1.
• Utafiti unatumia maneno “self-supporting” na “flexible” kwa elektrodi; hata hivyo, sifa za kimitambo hazijatolewa kwa vipimo vya kiasi vya mvutano/kukunjwa.
• Kilele cha 600 cm^-1 katika FTIR kimetafsiriwa na watafiti kama dhamana ya Si-C; hakuna mbinu ya ziada ya kubaini dhamana iliyoripotiwa.
• Uzito uliobaki wa %43 katika TGA umetafsiriwa katika utafiti kama sehemu ya silikoni.
• Msingi wa kukokotoa uwezo mahususi wa seli kamili haujaelezwa wazi.

Taarifa zinazokosekana kwa upande wa kurudiwa kwa jaribio

Ingawa utafiti unatoa hatua kuu za kikemia za usanisi wa kompoziti, baadhi ya taarifa zinazohitajika ili kurudia kwa usahihi majaribio ya kielectrokemia hazipo katika chanzo. Hizi ni pamoja na muundo wa kikemia na ujazo wa elektrolaiti, kitenganishi, aina na ukubwa wa seli, upakiaji wa nyenzo hai, uwiano wa N/P, eneo la elektrodi, mbinu ya kusawazisha seli kamili, pre-lithiation ikiwa ilitumika, joto la mizunguko na idadi ya seli huru zilizojaribiwa.

Mapungufu haya ni muhimu hasa wakati wa kulinganisha anodi za silikoni zenye uwezo mkubwa kati ya maabara tofauti; kwa sababu upakiaji wa nyenzo hai, matumizi ya lithiamu ya ziada na kiasi cha elektrolaiti vinaweza kuathiri kwa kiasi kikubwa matokeo ya uwezo katika kiwango cha maabara.

Maelezo ya Chanzo na Mbinu

Jina kamili la asili la utafiti: Highly Flexible Si/C Composite Anodes Constructed via Spontaneous Stacking of 2D Silicon and Graphene

Waandishi na mpangilio wao sahihi: Ying Sun; Ting Zhu; Yuchen Zhang; Qingxin Wu; Guanghong Chen; Shanyi Wang; Yuxuan Hong; Pengfei Su.

Mchango sawa: Ying Sun na Ting Zhu walichangia sawa katika utafiti.

Mwandishi wa mawasiliano: Pengfei Su.

Anwani ya barua pepe ya mwandishi wa mawasiliano: spf9512@foxmail.com

Taasisi: Jiangsu Engineering Research Center for Photovoltaic Power Generation, School of Electronic Information Engineering, Suzhou Polytechnic University, Suzhou 215000, China.

DOI: Hakuna DOI iliyoelezwa wazi katika maandishi ya utafiti. Kwa kuwa DOI haikuweza kuthibitishwa kwa kujitegemea katika utafutaji wa kibibliografia uliofanywa, DOI ya kukisia haikuongezwa.

Jarida: Kwa toleo hili la utafiti, jarida lililopitiwa na wataalamu na uchapishaji wa mwisho wa jarida havikuweza kuthibitishwa.

Jukwaa la uchapishaji: SSRN.

Nambari ya rekodi ya SSRN: 7199871.

Tarehe kamili ya rekodi: Haijaelezwa katika maandishi ya chanzo na haikuweza kuthibitishwa kwa kujitegemea katika utafutaji wa nje.

Aina ya chanzo: Preprint ya utafiti wa majaribio inayohusisha utengenezaji, uainishaji wa nyenzo na tathmini ya kielectrokemia ya anodi za Si/rGO zinazonyumbulika na zinazojitegemeza kwa betri za lithiamu-ioni.

Hali ya mapitio ya wataalamu: Maandishi ya utafiti yanaeleza wazi kuwa ni preprint ambayo haijapitia mapitio ya wataalamu.

Kiungo rasmi cha chanzo:Rekodi ya utafiti ya SSRN

Ufadhili: Waandishi waliishukuru Suzhou Polytechnic University kwa msaada wa kifedha. Hakuna nambari ya kina ya mradi au ruzuku iliyotolewa.

Mgongano wa maslahi: Waandishi walitangaza kuwa hakuna maslahi ya kifedha yanayojulikana au uhusiano wa kibinafsi unaoweza kuathiri utafiti.

Maelezo haya ya Kiswahili yameandaliwa kwa msingi wa maudhui ya kisayansi ya utafiti uliopakiwa pekee. Picha za SEM na TEM, ramani za EDX, mikunjo ya FTIR na TGA, grafu za mizunguko ya kielectrokemia, jaribio la kiwango cha mkondo na onyesho la kukunjwa kwa seli kamili katika makala vilitathminiwa kwa pamoja. Hakuna thamani mpya za utendaji kutoka vyanzo vya nje zilizoongezwa kwenye matokeo ya kisayansi.

Mapungufu makuu ya utafiti ni pamoja na kutoripotiwa kwa kina kwa utayarishaji wa seli za kielectrokemia, kutotajwa kwa upakiaji wa eneo wa nyenzo hai na kiasi cha elektrolaiti, kutopimwa kwa kiasi kwa unyumbufu wa kimitambo, jaribio la seli kamili kuishia katika mizunguko 50, ufanisi wa awali wa Coulomb kuwa %69, kutokuwepo kwa jaribio la muda mrefu linalochanganya mizunguko ya kukunjwa na kielectrokemia, na matokeo kutoungwa mkono na mgawanyo wa takwimu kati ya seli.