```html ደራሲያን: በኢን ሂዩክ ልጅ ጆንግ ኋን ፓርክ ሱኒል Kwon Seongyong Park ማርክ H. Rümmeli አሊሲያ Bachmatiuk የዘፈን ጃም ጃን ጁንዋን ኩ ጃንግ ዎክ ቾይ ጃኢ-ማን ቾይ Seok-Gwang Doo ሂዩክ ቻንግ ረቂቅ ሲሊኮን ለቀጣዩ ትውልድ የሊቲየም-አዮን ባትሪ አኖዶች እንደ ንቁ ቁስ አካል በማይነፃፀር የክብደት አቅም ምክንያት ትኩረት እያገኘ ነው። ሆኖም፣ የሲሊኮን ትልቅ የድምጽ መጠን በኃይል መሙላት/ማፍሰስ ዑደቶች ላይ ያለው ለውጥ በድምጽ የኃይል እፍጋት እና የዑደት ህይወት ውድድርን ያዳክማል። እዚህ ላይ የሲሊኮን ካርቦይድ (silicon carbide) መፈጠር ሳይኖር በሲሊኮን ናኖፓርቲክል (nanoparticles) ላይ ቀጥተኛ ግራፊን (graphene) እድገትን ሪፖርት እናደርጋለን። በሲሊኮን ወለል ላይ በተሰቀሉት የግራፊን ሽፋኖች በአጠገባቸው ባሉ የግራፊን ሽፋኖች መካከል ባለው የማንሸራተት ሂደት የሲሊኮን የድምጽ መስፋፋትን ያስተካክላሉ። የንግድ ሊቲየም ኮባልት ኦክሳይድ ካቶድ (cathode) ጋር ሲጣመር፣ የሲሊኮን ካርቦይድ ነፃ የሆነ የግራፊን ሽፋን ሙሉው ሴል በ1ኛ እና 200ኛ ዑደት በቅደም ተከተል 972 እና 700 Wh l−1 የኃይል እፍጋት ላይ እንዲደርስ ያስችላል። ይህ ምልከታ እንደሚያመለክተው የግራፊን ባለ ሁለት-ዲሜንሽናል (two-dimensional) ሽፋን መዋቅር እና ከሲሊኮን ጋር ያለው የሲሊኮን ካርቦይድ ነፃ ውህደት የሲሊኮን አኖዶችን ወደ ንግድ ሥራ ተወዳዳሪ ቴክኖሎጂ ለማሳደግ እንደ ፕሮቶታይፕ (prototype) ሊያገለግል ይችላል። መግቢያ የሲሊኮን (Si) የንድፈ ሃሳባዊ የክብደት አቅም ወደ 4,000 mAh g−1 አካባቢ ይደርሳል። ይህ የማይነፃፀር እሴት የባትሪውን ማህበረሰብ ከፍተኛ የምርምር ጥረት እንዲያደርግ አነሳስቶታል ምክንያቱም ከፍተኛ የክብደት አቅም የወደፊት የLIB (Lithium-Ion Battery) አፕሊኬሽኖችን፣ እንደ ኤሌክትሪክ ተሸከርካሪዎች፣ እውን ለማድረግ የኃይል እፍጋቶችን በከፍተኛ ሁኔታ ለመጨመር ያስችላል , , , , . ባለፉት አስርት ዓመታት ውስጥ፣ የSi ትልቅ የድምጽ ለውጥ ምክንያት የሆነውን ሥር የሰደደ አቅም መጥፋት ችግሮችን ለመፍታት የተለያዩ የላቁ ኤሌክትሮድ መዋቅሮች , , , , , , , , , , እና ማሰሪያ (binder) ንድፎች , , እስከ ሺዎች የሚቆጠሩ ዑደቶች ድረስ በተግባር የተሻሻለ የዑደት አፈጻጸም አስገኝተዋል . ምንም እንኳን ተስፋ ሰጪ የክብደት እሴት እና በዑደት ህይወት ላይ የተደረገው ከፍተኛ እድገት ቢኖርም፣ እስከዛሬ ድረስ የተሰራባቸው አብዛኛዎቹ የSi አኖዶች በዋናነት የክብደት አቅምን ብቻ ያተኮሩ ሲሆን በድምጽ አቅማቸው ተመሳሳይ ተስፋ ሰጪነት የላቸውም ምክንያቱም ነባር የኤሌክትሮድ ንድፎች የSi የድምጽ መስፋፋትን ለማስተናገድ በቅድሚያ በተወሰነ ክፍተት ላይ ይተማመናሉ። ሆኖም፣ እንደ ተንቀሳቃሽ ኤሌክትሮኒክስ ባሉ ብዙ የLIB አፕሊኬሽኖች ውስጥ የድምጽ የኃይል እፍጋት የባትሪ አፈጻጸምን ለመወሰን ወሳኝ መለኪያ ነው። ከሚያስከትለው የዑደት ህይወት ጋር ተዳምሮ፣ ደካማ የድምጽ የኃይል እፍጋት በአሁኑ ጊዜ የSi አኖዶችን በንግድ ሴሎች ውስጥ ከመተግበር አንጻር ዋናው መሰናክል ነው። ይህንን ወሳኝ ፍላጎት ለማሟላት፣ የSi አኖድ ቴክኖሎጂ የኤሌክትሮድ መጠኑን በሚቀንስበት ጊዜ የተረጋጋ የዑደት አፈጻጸም የሚያቀርቡ የተለያዩ የኤሌክትሮድ ንድፎችን በማየት እንደገና መመርመር አለበት። 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 11 ብዙ አይነት የSi ቅርጾች እና ከሌሎች ተሸከርካሪ ቁሶች ጋር ያላቸው ውህዶች በአሁኑ ጊዜ ቢገኙም፣ ለከፍተኛ ደረጃ ጥራት ቁጥጥር ለሚጠይቅ ትክክለኛ ምርት፣ ለንቁ Si አካላት ቀላል እና ሊሰፋ የሚችል ውህደት ወሳኝ ነው። ከገበያ አፕሊኬሽን እይታ አንጻር፣ በብዙ ሊሆኑ የሚችሉ እጩዎች መካከል፣ የንግድ Si ናኖፓርቲክል (nanoparticles) ከቀላል እና ቀልጣፋ ተሸከርካሪ ሽፋን ጋር መጠቀም በጣም ተፈላጊ ይሆናል። እንደ አሞርፎስ ካርቦን (amorphous carbon) ያሉ የተለያዩ ተሸከርካሪ ቁሶች ለSi NP አኖዶች , , የመሸፈኛ ቁሶች ሆነው ተጠንተዋል። ሆኖም፣ አብዛኛዎቹ የተረጋጋ የረጅም ጊዜ የዑደት አፈጻጸም ማቅረብ አይችሉም ምክንያቱም የተተገበሩት የመሸፈኛ ቁሶች የSi የድምጽ መስፋፋትን ማስተናገድ ስለማይችሉ እና በተደጋጋሚ ዑደት ምክንያት ይሰበራሉ። 8 20 21 የቀድሞዎቹ ተሸከርካሪ ሽፋኖች ገደቦችን ለመፍታት እና ከፍተኛ የድምጽ የኃይል እፍጋት ያለው ጥሩ የዑደት አፈጻጸም ለማግኘት ባደረግነው ሙከራ፣ በዚህ ጥናት ውስጥ፣ እንደ መሸፈኛ ቁስ በSi ወለል ላይ በቀጥታ ያደገ ባለ ብዙ ሽፋን ግራፊን እንጠቀማለን። የግራፊን ባለ ሁለት-ዲሜንሽናል (2D) ሽፋን ባህሪ ለSi አኖዶች ልዩ እና ቀልጣፋ አሠራር ይሰጣል ምክንያቱም ባለ ብዙ ሽፋን ግራፊን የSi የድምጽ መስፋፋትን በንብርቦች መካከል ባለው የማንሸራተት ሂደት ማስተናገድ ይችላል ይህም በቅድሚያ በኤሌክትሮድ ውስጥ ክፍተት ሳይኖር ነው። እንዲሁም፣ ግራፊን-የተሸፈነው Si NP ፔሌት (pellet) በ1% የግራፊን ይዘት 12.8 S cm−1 ያቀርባል ይህም በከፍተኛ የፐርኮሌሽን (percolation) ኔትወርክ ነው። ይህንን ለማድረግ፣ የCO2 (carbon dioxide) እንደ መለስተኛ ኦክሲዳንት (oxidant) በመጠቀም የኬሚካል ቫፕር ዲፖዚሽን (CVD) ሂደት በማዳበር የSiC መፈጠር ሳይኖር በSi ወለል ላይ ግራፊን የማደግን ፈተና እናሸንፋለን። የSiC መፈጠር በSi አኖድ አሠራር ላይ ገዳይ ነው ምክንያቱም SiC ዝቅተኛ ጉድለት ባሕርያት ያለው የኤሌክትሪክ ኢንሱሌተር (insulator) ነው። ከዚህም በላይ፣ SiC ከLi አዮኖች ጋር ምላሽ አይሰጥም እና በዚህም ምክንያት ወደ Si ምዕራፍ የLi አዮን መስፋፋትን ይከላከላል። በግራፊን ኢንተርሌየር (interlayer) የማንሸራተት ሂደት እና የተሻሻለ ተሸከርካሪነት እርዳታ፣ ግራፊን-የተሸፈነው Si NPs የ2,500 mAh cm−3 የድምጽ አቅም (ከንግድ ግራፋይት (graphite) 550 mAh cm−3 ጋር) ይደርሳሉ፣ ይህም እስካሁን ለተዘገበው ለማንኛውም የLIB አኖዶች ከፍተኛው እሴት ሲሆን አስደናቂ የዑደት እና የፍጥነት አፈጻጸም ያሳያል። ውጤቶች በSi ላይ የSiC ነፃ የግራፊን እድገት በCVD ሂደት በSi ላይ ከፍተኛ ጥራት ያለው ግራፊን ቀጥተኛ እድገት ፈታኝ ሆኖ ተገኝቷል ምክንያቱም የተለመደው የግራፊን ውህድ ሁኔታዎች የሚቀንሱ ሁኔታዎችን ስለሚጠይቁ የSiን ተፈጥሯዊ ኦክሳይድ ሽፋንን ከSi ወለል ላይ ያስወግዳሉ፣ ከዚያም በSi እና በተበላሹ የካርቦን ቅድመ-ቁሶች መካከል ምላሽ እንዲፈጠር በማድረግ SiC ን ይፈጥራሉ . የCH4 (methane) እንደ የካርቦን ቅድመ-ቁስ ከH2 (hydrogen) ጋር የተቀላቀለውን የእኛ የመጀመሪያ አቀራረብ በSi NPs ላይ የግራፊን እድገትን ማግኘት አልቻለም ( )፣ በዚህም ምክንያት β-SiC ብቻ አስገኝቷል ( ). ይህንን ገደብ ለመፍታት፣ ከCH4 (refs , ) ጋር በCVD ሂደት ውስጥ መለስተኛ ኦክሲዳንት የሆነውን CO2 (carbon dioxide) አካተናል። የCO2 መካተት የSiC መፈጠርን ለማስወገድ ያስችላል እንዲሁም ከታወቀው የግራፊን እድገት በወለል ላይ ጋር ሲነጻጸር የእድገት ሙቀትን ይቀንሳል። በሙከራችን፣ በ900°C፣ የግራፊን እድገት አልተሟላም ወይም አልተስተካከለም ( )፣ በ1,100°C የግራፊን እድገት በSi ወለል ላይ ለLi አዮን መስፋፋት በጣም ወፍራም የሆኑ ኦክሳይድ ሽፋኖችን አስከትሏል ( ). በመካከለኛ የ1,000°C የሙቀት መጠን፣ በTEM (Transmission Electron Microscope) ምስሎች ላይ እንደሚታየው 2–10 የግራፊን ሽፋኖች ተፈጥረዋል ( ) ይህም የንብርብሩን አወቃቀር እንዲሁም ወደ 3.4 Å የሚጠጋ የንብርብር ክፍተት በግልፅ ያሳያል ( , ማስገቢያ)። ይበልጥ ማጣራት የሚያሳየው እያንዳንዱ ሽፋን በጫፎቻቸው (በ ላይ ቀይ ቀስቶች) በቀጥታ በSi ቅንጣቢ ወለል ላይ እንደተሰቀለ እና ከSi ወለል ጋር ትይዩ እንደሆነ ነው። እነዚህ በደንብ የተሰለፉ የግራፊን ሽፋኖች በእነርሱ ሊቲየሽን (lithiation) ወቅት የማንሸራተት ሂደት ) እንኳን የንብርብራቸውን መደራረብ መዋቅር ሊጠብቁ ይችላሉ፣ ይህም የSi የድምጽ መስፋፋትን ለማስተናገድ የሚያምር መንገድ ይሰጣል። የግራፊን እድገት በSi ኦክሳይድ (SiO2) ወለል ላይ በCH4 እና H2 (refs , ) በመጠቀም ተሞክሯል። ሆኖም፣ በእነዚያ ሂደቶች ውስጥ የግራፊን እድገት በጣም ቀልጣፋ አልነበረም ወይም የSiC መፈጠርን አላስቀረም። ቀልጣፋ ያልሆነው እድገት በSiO2 ወለል ላይ በቂ የካታሊቲክ (catalytic) ቦታዎች እጥረት ምክንያት ነው። በተቃራኒው፣ በእኛ ሂደት፣ የCO2 መካተት በSiO ቅርፅ ላይ እንደ አንዳንድ ጉድለቶች ያሉ ተጨማሪ የካታሊቲክ ቦታዎችን ይፈጥራል። 22 23 ተጨማሪ ምስል 1 ተጨማሪ ምስል 2 24 25 23 ተጨማሪ ምስል 3 ተጨማሪ ምስል 4 ምስል 1a,b ምስል 1b ምስል 1c ምስል 1d 26 27 x ( ) የGr–Si NP ዝቅተኛ-ማጉያ TEM ምስል። ( ) ከ ውስጥ ካለው ነጭ ሳጥን የተወሰደው ተመሳሳይ Gr–Si NP ከፍ ያለ-ማጉያ TEM ምስል። (ማስገቢያዎች) ከሁለቱ ቀይ ሳጥኖች የተወሰዱ የመስመር መገለጫዎች እንደሚያመለክቱት በግራፊን ሽፋኖች መካከል ያለው የንብርብር ክፍተት ≈3.4 Å ሲሆን ይህም በቫን ደር ዋልስ (van der Waals) መስተጋብር ላይ የተመሰረተውን የተለመደ የግራፊን ሽፋኖች ይዘት ያረጋገጠ ነው። ( ) እያንዳንዱ የግራፊን ሽፋን የሚጀምርበትን (ቀይ ቀስቶች) የሚያሳይ ከፍ ያለ-ማጉያ TEM ምስል። ( ) የSi የድምጽ መስፋፋትን የሚያስተካክል የግራፊን ሽፋን የማንሸራተት ሂደትን የሚያሳይ ገላጭ ስዕላዊ መግለጫ። a b a c d የSiC ነፃ የግራፊን እድገት በጅምላ ደረጃ እና በነጠላ ቅንጣት ደረጃ ትንታኔዎች ተረጋግጧል። በSi 2 ባንድ ( ) እና በX-ray diffraction (XRD) ስፔክትራ ( ) ውስጥ የSiC ተዛማጅ የሌላቸው ጫፎች ለግራፊን-የተሸፈነ Si (Gr–Si)፣ AC-የተሸፈነ Si (AC–Si) እና ንጹህ Si ይገኛሉ፣ ከCO2-ነጻ በሆነ መንገድ በCH4 እና H2 በመጠቀም ለተሰራው የቁጥጥር (SiC–Si) ናሙና በተቃራኒው። በሌላ በኩል፣ ከፍተኛ-ማዕዘን ጨለማ መስክ (high-angle annular dark field) በመጠቀም የተሰራው የSCanning TEM (STEM) ምስል የSi NP ከደማቅ እምብርት እና ከቀጭን ይበልጥ ጨለማ የሆነ ቅርፊት ያለው ኮር-ሼል (core-shell) አወቃቀር እንዳለው ያሳያል ይህም የSi እምብርት እና የኦክሳይድ ሽፋን ነው ( ). ከNP በላይ በተለያዩ ቦታዎች የተገኘው የኤሌክትሮን ኢነርጂ ኪሳራ ስፔክተሮስኮፒ (EELS) ስፔክትራ ( ) የSiC መፈጠርን የሚያንፀባርቁ ምንም ምልክቶች አላሳዩም ፣ ይህም በአሁኑ የእድገት ሂደት ውስጥ የSiC ነፃ እድገትን ያረጋግጣል። እንዲሁም፣ በ108 eV የSiO2 ምልክቶች በ1 እና 2 ነጥቦች ላይ ከሌሎች ማዕከላዊ ቦታዎች ይልቅ በጠንካራ ሁኔታ ተገኝተዋል፣ ይህም የSiO2 ወለል እንደ ግራፊን እድገት የካታሊቲክ ቦታዎች ሆኖ ያገለግላል። የSiO2 ወለል ንብርቦች የማያቋረጥ መኖር በXRD ( ) እና EELS ( ) ባህሪያት ተረጋግጧል። p ምስል 2a ተጨማሪ ምስል 2 ምስል 2b ምስል 2c 28 ተጨማሪ ምስል 2 ምስል 2b,c ( ) ለGr–Si, SiC–Si, AC–Si እና ንጹህ Si የSi 2 ባንድ የX-ray photoelectron spectroscopy ስፔክትራ። ( ) የGr–Si NP የSCanning TEM ምስል። ( ) በ ውስጥ በተጠቀሱት ቦታዎች ላይ የተደረገ EELS ስፔክትራ። a p b c b TEM ትንታኔ In situ አሁን Gr–Si ን በLIBs ውስጥ እንደ አኖድ ቁስ መጠቀም እንመለከታለን። የGr–Si NPs (1 wt% ግራፊን) ሊቲየሽን (lithiation) በድምጽ መስፋፋታቸው ወቅት በ TEM ትንታኔ , , , በእውነተኛ ጊዜ ተከታትለናል። በተጨባጭ ሙከራው፣ አንዳንድ Gr–Si ቅንጣቢዎች በወርቅ (Au) በተስተካከለ ኤሌክትሮድ ላይ ተቀምጠዋል። ሁለተኛ፣ ነገር ግን ተንቀሳቃሽ የሆነ፣ ኤሌክትሮድ በLi/LiO2 ጫፍ ላይ እንዲህ Gr–Si NPsን ለማስከፈል (lithiate) እንዲነካ ተደርጎ ተቀምጧል ( ). ከሁለተኛው ኤሌክትሮድ ጋር ንክኪ ከተደረገ በኋላ፣ ቅንጣቢዎቹ ማበጥ ጀመሩ ( ). በዚህ ሂደት ላይ የበለጠ ዝርዝር መረጃ በ እና ሊታይ ይችላል። ሁለት አይነት የማበጥ መዋቅሮች ታይተዋል፣ ማለትም ከጉድለት ነጻ የሆኑ ቅንጣቢዎች እና ጉድለት ያለባቸው ቅንጣቢዎች በ ላይ እንደተደመቁ። ግራፊኑ ቅንጣቢውን ሙሉ በሙሉ በሚሸፍንበት እና ግልፅ የሆኑ ጉድለቶች በሌሉበት ( )፣ ዲያሜትሩ በ≈30% (220% የድምጽ መስፋፋት) ጨምሯል። በሊቲየሽን መጨረሻ ላይ፣ የግራፊን ሽፋኖች የንብርብር ክፍተት ወደ 3.8 Å ከፍ አለ ይህም ለLi intercalation ማሳያ ነው፣ እና የግራፊቲክ ሽፋኑ የንብርብር ባህሪ በNP ዙሪያ ተጠብቆ ነበር ( ) ይህም በ ላይ እንደታየው የማንሸራተት ሂደትን ይጠቁማል። ጉድለት ያለበት ክልል በሚኖርበት ጊዜ ( ውስጥ አረንጓዴ ክብ ይመልከቱ)፣ በሚያብጥበት ጊዜ፣ የውስጥ ቅንጣቢው ይበጣጠሳል እና በቀዳዳው በኩል ይሰበራል። ( ). የታዩት የተለያዩ የመሰበር ባህሪዎች ከቅንጣት መጠን የመጡ የመሆን ዕድላቸው የላቸውም፣ ምክንያቱም ከሚሰበረው ይልቅ የደመቀው የተሸፈነ ቅንጣቢ አልተሰበረም። ( ውስጥ ይመልከቱ)። እንዲሁም፣ የቅርብ ጊዜ ምልከታ እንደሚያመለክተው፣ ከተሸፈነ በስተቀር፣ ትናንሽ የSi ቅንጣቢዎች (<50 nm) እንኳን በቅንጣቢዎቹ ውስጥ ባለው የLi ክምችት ቅልመት ምክንያት ሊሰበሩ ይችላሉ ይህም ከፍተኛ ውጥረት ይፈጥራል። በእርግጥም፣ የSi ቅንጣት የመሰበር ወሳኝ መጠን እንደ ሁኔታው ይወሰናል፣ እና በድምጽ መስፋፋት ወቅት የተፈጠረውን ውጥረት እንዴት በብቃት ማስታገስ እንደሚቻል ጋር የተያያዘ ነው። ወሳኙ መጠን እስከ >200 nm ሊደርስ ይችላል (ref. ). in situ 29 30 31 32 ምስል 3a ምስል 3b ተጨማሪ ምስል 5 ተጨማሪ ቪዲዮዎች 1–3 ምስል 3b,c ምስል 3d 33 ምስል 3d ምስል 3c ምስል 3a ምስል 3e ምስል 3 34 35 ( ) Gr–Si NPs በAu ሽቦ ወለል ላይ የተለጠፉ እና ሁለተኛ Li/LiO2 ኤሌክትሮድ። ( ) ተመሳሳይ Gr–Si NPs ከተሰከሩ በኋላ። ( ) ለሁለቱም ከጉድለት ነጻ እና ጉድለት ያለባቸው የግራፊን ሽፋኖች ከተሰከሩ Gr–Si NPs ዝርዝር ማጠቃለያ። ( , ) ለ( ) ከጉድለት ነጻ የሆነ ቅንጣቢ (በ እና ቀይ መስመር የተከበበ) እና ( ) ጉድለት ያለበት ቅንጣቢ (በ እና ሰማያዊ መስመር የተከበበ) ቅርበት ያላቸው TEM ምስሎች። የሁለቱም ሁኔታዎች EELS ስፔክትራ የSi መከፈቱን ያረጋግጣሉ። ከሁለቱም ሁኔታዎች ውስጥ ካሉ ቀይ ሳጥኖች የተወሰዱ የመስመር መገለጫዎች ≈3.8 Å የንብርብር ክፍተት መጨመሩን ያሳያል ይህም ለግራፊን የንብርብር ቦታ መስፋፋት ማሳያ ነው። a b c d e d a b e a b በሊቲየሽን ወቅት የአካባቢ EELS ትንታኔ ለሁለቱም ሁኔታዎች የSi መከፈቱን በ55 eV አቅራቢያ ባለው ደብዛዛ Li -edge እና በ100 eV በSi -edge ያረጋግጣል ( ; ref. ). በ ላይ በግራፊን ወለል ላይ የሚታየው ሽፋን ለLi/Li2O ቅሪት ተመድቧል። በመሠረቱ፣ የግራፊን ሽፋኖች በSi ወለል ላይ ባላቸው ኬሚካላዊ ትስስር ሥሮች በኩል ከSi ጋር ያለውን ውህደት ይይዛሉ፣ እና በተመሳሳይ ጊዜ፣ የማንሸራተት ሂደቱ የጥቂት ሽፋን ግራፊን ሽፋን የSi የድምጽ መስፋፋትን እንዲያስተናግድ ያስችለዋል። በተለየ TEM ሙከራ ከGr–Si LIB ኤሌክትሮድ ጋር፣ በተለያዩ ቦታዎች ላይ የሚለካው አማካይ የግራፊን ንብርቦች ቁጥር ከመጀመሪያው ሊቲየሽን በኋላ ከ9.4 ወደ 5.6 ንብርቦች ቀንሷል ( ) ይህም የማንሸራተት ሂደቱን እንደገና ያረጋግጣል። K L ምስል 3d,e 36 ምስል 3d ex situ ተጨማሪ ምስል 6 የግራፊን ሽፋን እና የማንሸራተት ሂደት የSi ቅንጣት ትክክለኛነትን በድምጽ መስፋፋት ወቅት የሚያቆይ የመቆንጠጫ ኃይል ይፈጥራል። ሆኖም ግን፣ ይህ የመቆንጠጫ ዘዴ የLi መስፋፋትን የሚጎዳ አይመስልም፣ ምክንያቱም በተመዘገቡት ኤሌክትሮኬሚካል (electrochemical) መለኪያዎች ላይ ጥሩ የተወሰነ አቅም ስለሚገኝ ነው። እንዲሁም የቅንጣቢዎቹ የድምጽ መስፋፋት፣ በአጠቃላይ፣ የሁለተኛው ኤሌክትሮድ ጋር ያለው ግንኙነት በጣም የተወሰነ ቢሆንም፣ በሁሉም ራዲያል አቅጣጫዎች አንድ አይነት እንደሆነ ልብ ሊባል ይገባል። ይህ የግራፊን ሽፋኖች ወደ Si እምብርት ለhomogeneous Li አዮን መስፋፋት ያለውን ዝንባሌ ያሳያል። (በ ውስጥ ቀይ እና ብርቱካንማ ነጠብጣብ መስመሮችን ይመልከቱ)። ትንታኔው የLi መስፋፋት በግራፊን ሽፋኖች በኩል በጣም ፈጣን እንደሆነም ይጠቁማል፣ ይህም ከቀድሞ ጥናቶች , ጋር ይስማማል። እንዲሁም፣ የታየው የመቆንጠጫ ውጤት በዋናነት ከግራፊን ሽፋን ንብርቦች እንጂ ከተፈጥሯዊ የኦክሳይድ ንብርቦች የሚመጣ አይደለም ምክንያቱም የወለል ኦክሳይድ ንብርቦች ትንሽ ተጽዕኖ ለማድረግ በጣም ቀጭን ናቸው። የገጽ ኦክሳይድ ሽፋኖች ላይ የተመሰረተ የመቆንጠጫ ውጤት የSi ባዶ መዋቅሮች , ሲኖሩት ወይም የኦክሳይድ ሽፋኖች በጣም ወፍራም ሲሆኑ ታይቷል። ምስል 3a,b In situ 30 37 7 11 38 ተሸከርካሪነት እና ኤሌክትሮኬሚካል (electrochemical) መለኪያዎች ከግራፊን እድገት በኋላ፣ የንቁ ቁስ አካል ስብስብ ተሸከርካሪነት በከፍተኛ ሁኔታ ተሻሽሏል። ዱቄት በተሰራ ፔሌት ውስጥ፣ ን