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急速充電および高容量エネルギー密度を実現する充電式リチウムバッテリー用グラフェンボール
リチウムイオンバッテリーにとって、1つの特性を他を犠牲にせずに向上させることは、主要パラメータ間でトレードオフが発生する性質のため難易度が高い。本報では、グラフェンボールと呼ばれるグラフェンシリカ集合体を成長させるための化学蒸着過程について報告する。酸化ケイ素ナノ粒子中心を有する階層型3次元構造により、1 wt%のグラフェンボールでも、測定可能なノビルタミリングを介してニッケルに富んだ層状陰極上に均一にコーティングすることが可能である。グラフェンボールコーティングは、有害な副反応を抑制し効率的な導電性パスを提供することで、サイクル寿命および高速充電能力を向上させる。グラフェンボール自身も、716.2 mAh g<sup>-1</sup>という高い比容量を有する陽極材料として機能する。グラフェンボールを内蔵しているフルセルは、グラフェンボールを内蔵しない制御セルに比べ容量エネルギー密度が27.6%高く、市販電池の設定において800 Wh L<sup>-1</sup>を実現する可能性、ならびに5Cおよび60℃で500サイクル実施後に78.6%の容量保持を実現する高いサイクル性を示す。