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J-GLOBAL ID：201302273821870233   整理番号：13A0485029

リチウム-硫黄電池のための高パフォーマンスカソードとしての階層的秩序化多孔性カーボン中への硫黄のカプセル封じ

Encapsulating Sulfur into Hierarchically Ordered Porous Carbon as a High-Pefrormance Cathode for Lithium-Sulfur Batteries

著者 (6件)： DING Bing (Nanjing Univ. Aeronautics and Astronautics, Nanjing, CHN) ,  YUAN Changzhou (Anhui Univ. Technol., Maanshan, CHN) ,  SHEN Laifa (Nanjing Univ. Aeronautics and Astronautics, Nanjing, CHN) ,  XU Guiyin (Nanjing Univ. Aeronautics and Astronautics, Nanjing, CHN) ,  NIE Ping (Nanjing Univ. Aeronautics and Astronautics, Nanjing, CHN) ,  ZHANG Xiaogang (Nanjing Univ. Aeronautics and Astronautics, Nanjing, CHN)
資料名： Chemistry - European Journal  (Chemistry - European Journal)
巻： 19  号： 3  ページ： 1013-1019  発行年： 2013年 
JST資料番号： W0744A  ISSN： 0947-6539  CODEN： CEUJED  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： ドイツ (DEU)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 充電可能なリチウム-硫黄電池の高パフォーマンスカソード材料として三次元階層的カーボン-硫黄ナノ複合体を開発した。そのため,メソポーラス壁と相互連結マクロ細孔からなる三次元階層秩序化多孔性カーボン(HOPC)を炭素源としてショ糖を用いたコロイドポリマ粒子(350nm)とシリカスフェア(9nm)のその場自己組織化により合成した。この方法で得られる多孔性カーボンは,大きな比表面積と細孔体積を有し,狭いメソ細孔サイズ分布をもつことが分かった。これらの多孔性カーボンを高度に分散した硫黄に対するホスト及び導電性骨格として用いた。よく定義されたナノ構造HOPC/Sナノ複合体の初期比容量は高く(≦1193mAhg^-1),0.1Cの速度で50サイクル後でも884mAhg^-1の安定な容量を示した。さらに,HOPC/Sナノ複合体は高速で高い可逆的容量を示した。このような優れた電気化学的パフォーマンスは電気化学的反応に対するメソ細孔ならびにイオン輸送に対するマクロ細孔の統合的働きに帰すことができた。HOPCのメソポーラス壁は硫黄の酸化還元反応に対する溶媒制限的反応器として働き,ポリスルフィド化学種が電解質中に拡散するのを防いでいることが分かった。一方,「開放」型の秩序化相互連結マクロ細孔とウインドウは充/放電過程において電解質と溶媒和リチウムイオンの輸送を容易にしていることが分かった。これらの結果は,階層的細孔分布したナノ構造カーボンが硫黄を内包し,長いサイクリングパフォーマンスを有し,高比容量で高エネルギー密度の電極設計のための有望な足場となることを示した。

シソーラス用語： *電極材料 ,  *多孔質体 ,  *ナノ複合材料 ,  *硫黄 ,  自己組織化 ,  電気化学 ,  *リチウム電池 ,  *炭素
準シソーラス用語： *メソポーラス炭素 ,  *リチウム硫黄電池

分類 (3件)： 電気化学一般  (CB07010N) ,  二次電池  (YB04030K) ,  炭素とその化合物  (YB02060D)

タイトルに関連する用語 (6件)： リチウム-硫黄電池 ,  秩序化 ,  多孔性 ,  カーボン ,  硫黄 ,  カプセル封じ