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J-GLOBAL ID：201502210912992334   整理番号：15A0522474

ZnOナノ粒子をカプセル封入された電気紡糸中空ガラス状炭素-還元型酸化グラフェンナノファイバ: Liイオン電池に用いる独立して立っているアノード

Electrospun hollow glassy carbon-reduced graphene oxide nanofibers with encapsulated ZnO nanoparticles: a free standing anode for Li-ion batteries

著者 (4件)： SHILPA (Dep. of Chemical Engineering, Indian Inst. of Technol. Kanpur, 208016, India. [e-mail]) ,  BASAVARAJA Basavanakote M. ,  MAJUMDER Subhasish B. ,  SHARMA Ashutosh
資料名： Journal of Materials Chemistry A. Materials for Energy and Sustainability  (Journal of Materials Chemistry A. Materials for Energy and Sustainability)
巻： 3  号： 10  ページ： 5344-5351  発行年： 2015年03月14日 
JST資料番号： W0204B  ISSN： 2050-7488  CODEN： JMCAET  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 酸化亜鉛(ZnO)はリチウム(Li)貯蔵で高い理論容量を有しているが,充放電時の大量の体積変化により,粒子の微粉化や集電装置からの剥離の為に乏しいサイクル性を示す。本論文で,ガラス状炭素-還元型酸化グラフェン(C-rGO)電気紡糸複合ナノファイバの中空体コア中にZnOナノ粒子のカプセル封入で作製されたLiイオン電池に用いる新しいアノード構造を記述した。一段階の共軸電気紡糸法を用いて,ポリ(アクリロニトリル)(シェル)とキャリア高分子をもつZnOナノ粒子前駆体rGO(コア)から成るマット状のコア-シェル構造化された複合ナノファイバを合成した。その後の焼成および炭化で,機械的に安定なアノード材料を製造したが,電池の量と体積を増すだけで,不活性材料である粘結剤や集電装置を使用せずに,これを直接自立して立っているアノード(厚み~60μm)として用いた。ZnO-C-rGOナノファイバ複合材料のキャラクタリゼーションを,走査電子顕微鏡,透過型電子顕微鏡,Raman分光法およびX線回折で行った。複合材料の電気化学的性能を,様々な電流密度での定電流充放電測定,緩慢掃引サイクリックボルタンメトリー(CV)およびインピーダンス測定で行った。ガラス状ナノファイバシェル中のrGOネットワークの組込みは,マット電極の静電容量と電気伝導率両者を促進することにより,電子動力学がより速くなることで,レート性能を改善した。機械的強度とC-rGOシェルの柔軟性を組み合わせた内部のボイド空間は,構造的緩衝として作用し,効率的に充放電サイクル時に発生される体積応力を和らげた。金属酸化物,rGOおよびコア-シェル設計の相乗効果により,100サイクル後に殆ど80%の容量保持を示し,50mA g^-1の電流密度で815mA h g^-1の高い静電容量となり,このように,次世代のLiイオン電池に用いるアノード置換体として著しい潜在力を示した。Copyright 2015 Royal Society of Chemistry All Rights reserved. Translated from English into Japanese by JST

シソーラス用語： *リチウムイオン電池 ,  電極材料 ,  アノード ,  *酸化亜鉛 ,  ナノ粒子 ,  カプセル封じ ,  エレクトロスピニング ,  中空体 ,  *ガラス状炭素 ,  還元 ,  *グラフェン ,  酸化物 ,  ナノファイバ ,  リチウム化合物 ,  金属イオン ,  貯蔵 ,  変化 ,  体積 ,  *ポリアクリロニトリル ,  キャリア ,  構造 ,  化学合成 ,  走査電子顕微鏡 ,  透過型電子顕微鏡 ,  Raman分光法 ,  X線回折 ,  エネルギー分散X線分光分析 ,  制限視野回折 ,  性能 ,  *充放電サイクル ,  電気化学 ,  *電池容量 ,  電流密度 ,  電気特性 ,  サイクリックボルタンメトリー ,  電気化学インピーダンス ,  静電容量 ,  電気伝導率 ,  柔軟性 ,  コアシェル構造
準シソーラス用語： カプセル封入 ,  リチウムイオン ,  *リチウムイオン二次電池 ,  酸化グラフェン ,  充放電特性 ,  体積変化 ,  電気化学的性能 ,  電気紡糸

分類 (5件)： 二次電池  (YB04030K) ,  電気化学一般  (CB07010N) ,  塩基,金属酸化物  (CD01030Z) ,  炭素とその化合物  (YB02060D) ,  アクリル樹脂  (YH07110K)

タイトルに関連する用語 (11件)： ZnOナノ粒子 ,  カプセル封入 ,  電気紡糸 ,  中空 ,  ガラス状炭素 ,  還元型酸化グラフェン ,  ナノファイバ ,  Li ,  イオン ,  電池 ,  アノード