リチウムイオン電池用電極材料の構造設計における新たな進歩

電極材料は、インレイ/デリチウムプロセス中に体積膨張/収縮を伴い、この体積効果はしばしば材料の断片化の失敗につながります。したがって、充電および放電サイクル中の電極材料の構造安定性は、電池容量、倍加速度、およびサイクル寿命に重大な影響を及ぼします。

二酸化ケイ素（SiO2）をフィラーとして使用して複合材料の機械的特性を改善できるという現象に基づいて、西安交通大学電気学校のNiuchunmingチームは、多孔質のSiO2強化Sb / C繊維複合材料を設計および作成することに成功しました。 。シリコン源（ケイ酸エチル）、アンチモン源（三塩化アンチモン）および炭素源（ポリエチレンピロリドン）の繊維構造を静電紡糸法により調製した。多孔質炭素繊維でコーティングされたSiO2およびSbナノ粒子の独特の構造は、熱処理によって形成されました。 SiO2の導入により、ファイバーの全体的な構造安定性が大幅に向上します。リチウムイオン電池の負極材料として、得られたSiO2 / Sb / C多孔質繊維電極は、セミ電池テストとフル電池テストの両方で優れた電気化学的特性を示しました。炭素繊維は、電極材料の導電性を向上させるだけでなく、その多孔質構造により、インレイ/デリチウムプロセス中のSiO2とSbの体積変化を効果的に排除します。インレー/デリチウムのプロセスにおける材料の構造安定性は、insituおよび非insitu電子顕微鏡法によってさらに明らかになりました。本研究で提案する電極材料の構造強化の考え方は、SiO2強化効果（シリカ強化効果）を用いて電極構造安定性とリチウム貯蔵性能の2倍の改善を同時に実現することであり、その方法には普遍性がある（Materials Today Energy 2016、1-2、24-32; Nanoscale 2016、8,7595-7603）。

研究の結果は、「高効率のための堅牢な品質を備えた多孔質電気カーボンカーボンナノファイバーへのカプセル化シリカ/アンチモン」というタイトルでオンラインで公開されました。権威あるInternationalJournal ACS Silicon Stormは、ファクター1342に影響を与えます。西安交通大学の電気学校がこの論文の最初の完成ユニットであり、Wanghongkangがこの論文の最初の著者およびコミュニケーション著者です。協力者には、西安交通大学電気通信学部のMi Shaobo教授、厦門大学のZhangqiaobao教授、香港城市大学のAndrewRogach教授が含まれます。

研究活動は、国立自然科学財団、西安交通大学の「ユーストップタレントサポートプログラム」、唐中英財団、電気工学部の若手教師サポートプログラム、国家重点実験室によってサポートされていました。電気機器、および西安交通大学分析テストおよび共有センター。

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