文献

J-GLOBAL ID：201902235653664472   整理番号：19A1888697

Liイオン電池アノードとしてのSi-O-Cハイブリッドナノ構造の改良設計のための原子論的シミュレーションプロトコル:ReaxFF反応力場【JST・京大機械翻訳】

Atomistic Simulation Protocol for Improved Design of Si-O-C Hybrid Nanostructures as Li-Ion Battery Anodes: ReaxFF Reactive Force Field

著者 (8件)： Yeo Byung Chul (Computational Science Research Center, Korea Institute of Science and Technology (KIST), Republic of Korea) ,  Yeo Byung Chul (School of Electrical and Electronic Engineering, Yonsei University, Republic of Korea) ,  Jung Hyun (Computational Science Research Center, Korea Institute of Science and Technology (KIST), Republic of Korea) ,  Lee Hong Woo (Department of Organic Material Science and Engineering, Pusan National University, Republic of Korea) ,  Yun Kang-Seop (Computational Science Research Center, Korea Institute of Science and Technology (KIST), Republic of Korea) ,  Kim Hyungjun (School of Electrical and Electronic Engineering, Yonsei University, Republic of Korea) ,  Lee Kwang-Ryeol (Computational Science Research Center, Korea Institute of Science and Technology (KIST), Republic of Korea) ,  Han Sang Soo (Computational Science Research Center, Korea Institute of Science and Technology (KIST), Republic of Korea)
資料名： Journal of Physical Chemistry C  (Journal of Physical Chemistry C)
巻： 121  号： 42  ページ： 23268-23275  発行年： 2017年 
JST資料番号： W1877A  ISSN： 1932-7447  CODEN： JPCCCK  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： アメリカ合衆国 (USA)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 最近,シリコン-酸素-炭素ハイブリッドナノ構造は,それらの多様な構造を合成できるLiイオン電池用の有望なアノード材料として大きな注目を集めている。ここでは,反応力場(ReaxFF)による分子動力学(MD)シミュレーションを用いて,種々の種類の炭素質被覆層が探索されたナノワイヤ(NW)やナノ粒子(NPs)のようなsp2炭素被覆SiとSiO_xナノ構造の原子論的リチオ化挙動を研究した。Si系アノードへのsp2炭素質被覆層の導入は,Li拡散をより容易にし,より速い充電/放電速度のような改善された電池性能をもたらす。さらに,炭素質被覆層は,リチウム化の間の体積変化に対する緩衝効果を,電気的連続性の損失を防ぎ,Siベースのアノードの電気伝導率を増加させる良く知られた機能と共に提供することもできる。しかし,厚い炭素質被覆層はSi基ナノ構造の体積膨張挙動を強く抑制し,ナノ構造へのLi侵入を防止し,非常に低いLi容量をもたらす。著者らのReaxFF-MDシミュレーションによると,バッファ層として作用できる炭素質被覆層の臨界サイズは約C/Si=2.4で,Si NW上の炭素質被覆層の円周比である。より高い比率を持つ被覆層に対して,LiはSi NWに侵入できない;代わりに,それらは2つのグラフェン層間の空間を含むsp2被覆層のみに存在する。さらに,Siナノ構造(例えばNWおよびNP)の形状はLi容量および体積変化のようなアノード特性にほとんど影響しなかったが,カーボンナノチューブに閉じ込められたSi NPはリチオ化中に異方性体積膨張挙動を示した。ReaxFFは,より良好なLiイオン電池を得るために,Si-O-Cハイブリッドアノードを設計するための有用なプロトコルを提供することが期待される。Copyright 2019 American Chemical Society All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： *イオン ,  *アノード ,  電池容量 ,  分子動力学 ,  グラフェン ,  異方性 ,  ナノ粒子 ,  被覆層 ,  *リチウム ,  ナノワイヤ ,  カーボンナノチューブ ,  *シミュレーション ,  リチオ化 ,  *ケイ素 ,  *電池 ,  *ナノ構造

分類 (1件)： 二次電池  (YB04030K)

タイトルに関連する用語 (11件)： Li ,  イオン ,  電池 ,  アノード ,  Si ,  ナノ構造 ,  設計 ,  原子論的シミュレーション ,  プロトコル ,  ReaxFF ,  応力場