Křemík je považován za nejslibnější anodový materiál pro lithium-iontové baterie nové generace, a to z důvodu jeho vysoké teoretické měrné kapacity, snadné dostupnosti a nízkého vybíjecího potenciálu. Stále však existuje příliš mnoho závažných problémů, které musí být vyřešeny před použitím baterií na bázi Si. Tyto problémy většinou souvisejí s obrovskou objemovou expanzí Si po lithiaci a s tvorbou povrchové oxidové vrstvy. V předkládaném projektu navrhujeme studovat přesný mechanismus přizpůsobení se stresu a možného zlepšení stability v nanokřemíkových kompozitních anodách připravených z extrémně malých nanočástic Si zabudovaných do vodivé a flexibilní uhlíkové matrice. Pro zjištění příčiny materiálových změn v těchto materiálech při nabíjecích a vybíjecích cyklech použijeme pokročilé in situ metody. Tyto specifické techniky budou aplikované na vybrané kombinace struktur, velikostí, vazeb, vodivostí a elasticit v studovaných kompozitech, aby byl objasněn základního mechanismus související s počátečním i dlouhodobým snížením kapacity v nanokřemíkových materiálech.
Vývoj pokročilých kompozitních materiálů s nanočásticemi křemíku (2-15 nm) v elastické vodivé matrici s uhlíkovou pružnou kostrou. Cílem projektu je vyjasnění příčiny poklesu kapacity v nanostrukturních křemíkových anodách použitím in situ a ex situ technik a návrh strategií k jejich zlepšení.