Исследование структуры и состава кремниевых микроструктур, подвергшихся циклическому внедрению и экстракции лития

Методами электронной микроскопии, энергодисперсионного рентгеновского микроанализа и комбинационного рассеяния света проведены исследования кремниевых анодов литий-ионных аккумуляторов, подвергшихся циклическим испытаниям разной длительности. Показано, что наблюдаемая деградация разрядной емкости электродов, созданных на основе макропористого кремния, обусловлена процессами механического разрушения кремниевых стенок и формирования аморфной фазы Si–Li, которые возникают уже на начальной стадии испытаний. Установлено, что число трещин и степень разупорядочения кристаллической решетки кремния нарастают с числом циклов литирования и характеризуются неоднородностью распределения по высоте стенок, что свидетельствует о преимущественном внедрении лития в верхнюю часть структуры, примыкающую к сепаратору. На основе анализа спектров комбинационного рассеяния света проведено сравнение степени разупорядочения кристаллической решетки литированных образцов со стандартным аморфным кремнием.