Применение дефектного силицена и графена для анода литий-ионных батарей: компьютерный эксперимент

Методом молекулярной динамики изучены механические свойства и устойчивость двух слоев дефектного силицена, поддерживаемых листами графена, при прохождении между слоями иона лития под действием электростатического поля. Дефектами служили моно-, би-, три- и гексавакансии. Края графена и силицена были жестко закреплены. Контактирующие с силиценом листы графена принимали выпуклую форму, прогибаясь наружу. Моно- и бивакансии в силицене имели тенденцию к сокращению размера, а более крупные вакансии проявляли лучшую стабильность. Управление движением иона с помощью электрического поля оказалось возможным только при использовании совершенного силицена или силицена с моно- и бивакансиями. Ион проникал сквозь более крупные дефекты, и его движение по силиценовому каналу становилось бесконтрольным. При движении иона по каналу наиболее сильные всплески напряжений появлялись в силицене, содержащем моновакансии. В случае закрепления краев совершенный силицен, интеркалированный ионом лития, склонен накапливать большие напряжения, чем силицен, имеющий дефекты.