リチウムイオン電池の電極材料としてのシリコンナノワイヤの生地
Aaron M Chockla1, Justin T Harris, Vahid A Akhavan
1Department of Chemical Engineering, Texas Materials Institute, Center for Nano- and Molecular Science and Technology, The University of Texas at Austin, Austin, Texas 78712-1062, USA.
Journal of the American Chemical Society
|November 11, 2011
まとめ
研究者らは,高エネルギー貯蔵のための新しいシリコンナノワイヤファブリックを開発しました. この柔軟な材料は,リチウムイオン電池の自立アノドとして機能し,添加物なしで高い容量を達成します.
科学分野:
- マテリアルサイエンス 材料科学
- ナノテクノロジー ナノテクノロジー
- 電気化学 電気化学について
背景:
- 先進的なアノド材料の開発は,リチウムイオン電池の性能を向上させるために不可欠です.
- シリコンナノワイヤは,理論的には高い容量を提供しているが,安定性と伝導性に問題がある.
研究 の 目的:
- シリコンナノワイヤから新しい,紙のような非織布を創造する.
- リチウムイオン電池の高エネルギー貯蔵アノド材料としての可能性を調査する.
主な方法:
- 超臨界流体液体固体プロセスを用いてシリコンナノワイヤの製造.
- ナノワイヤをポリフェニルシランでコーティングし,その後,還元環境で熱アニリングを行う.
- 材料の構造,電気伝導性,電気化学性能の特徴について.
主要な成果:
- 紙のような性質と90%の空白空間を持つ非織物シリコンナノワイヤの生地が成功裏に合成されました.
- 熱アニリングにより,コーティングは伝導性のある炭酸性層に変換され,電気伝導性が著しく向上しました.
- このファブリックは,自己支えのアノドとして機能し,導電性炭素や結合剤なしで800 mA h g−1を超える容量を達成しました.
結論:
- 開発されたシリコンナノワイヤファブリックは,リチウムイオン電池のための有望で柔軟な高エネルギー貯蔵アノド材料です.
- 材料のユニークな構造と伝導性の強化により,従来の添加物なしで高い性能を実現できます.
- この研究は,先進的なバッテリー電極材料の設計のための新しい経路を提示します.
