安定したリチウム硫黄電池の超薄型多機能層としての二次元多孔無機ナノコインへのポリマーインターフェース依存形態学的移行
Seongseop Kim1, Won-Gwang Lim1, Hyeonae Im2
1Department of Chemical and Biomolecular Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST), 291 Daehak-ro, Daejeon 34141, Republic of Korea.
Journal of the American Chemical Society
|September 1, 2021
まとめ
研究者は,制御された形状とサイズを持つ2Dの多孔性無機ナノコイン (NC) を作成するための新しい方法を開発しました. これらのナノコインはリチウム硫黄電池の性能を向上させ イオンシートとして作用し 硫黄の利用率とサイクル安定性を向上させます
科学分野:
- 材料科学
- ナノテクノロジー
- 電気化学
背景:
- 2次元 (2D) の多孔性無機ナノマテリアルは,その次元特性と高孔性により,ユニークな性質を備えています.
- 円形の2Dナノ材料の制御された合成は,材料科学における重要な課題です.
- リチウム硫黄電池などのエネルギー貯蔵のための先進的な材料の開発は,技術的進歩にとって極めて重要です.
研究 の 目的:
- 制御された形状を持つ2Dの多孔性の無機ナノコイン (NC) を製造するための簡単なアプローチを設計する.
- リチウム硫黄電池の機能分離器の製造におけるこれらの新しいナノコインの適用を調査する.
- リチウム硫黄電池の性能をポリ硫化物管理により向上させる.
主な方法:
- ブロックコポリマー (BCP) の自己組み立てと,ポリマー-ポリマーインターフェイスでのマイクロドメイン方向制御の統合.
- BCPとホモポリーメチルメタクリlate (hPMMA) の多成分混合物を制御された相分離に使用する.
- 2D無機NCを生成するために,ラメラー構造の解体とカルシネーションを使用します.
主要な成果:
- 微孔で貫通した超薄の2D無機ナノコインの製造に成功し, 厚さ,サイズ,組成を制御できます.
- 2D多孔性および酸性アルミシリケートNC (AS-NC) の合成が実証された.
- AS-NCを使用したリチウム硫黄電池用の超薄で軽量な機能分離器を製造し,リチウムポリ硫黄を効果的にブロックしました.
結論:
- 開発された方法は,2Dの多孔性の無機ナノコインの合成を正確に制御します.
- AS-NCベースの分離器は,イオンシートとして作用し,化学的にポリ硫化物を捕獲することで,リチウム硫酸電池の性能を大幅に改善します.
- この進歩は 次世代のバッテリーの効率と安定性を高める 有望な戦略です
