权益分类	功能权益	普通用户	{{item.name}}会员
{{category.name}}	{{benefitItem.name}}

次世代型リチウムイオン電池用のマイクロ-ナノ構造を制御した新規電極材料

下一代锂离子电池可控微纳结构新型电极材料

基本信息

批准号：
10F00507
负责人：
板東義雄
金额：
$ 1.34万
依托单位：
National Institute for Materials Science
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2010
资助国家：
日本
起止时间：
2010 至 2012
项目状态：
已结题

项目摘要

リチウムイオン電池の開発は携帯電話やノートパソコンなど携帯用電子機器や電気自動車、ハイブリッド自動車など次世代の産業技術を支える2次電池として極めて重要であり、長寿命、高出力などの高性能化が求められている。本研究ではリチウムイオン電池の性能、特にエネルギー密度、サイクル寿命、充電一放電速度などを大幅に向上させるために、ミクロからナノサイズの特異な構造を有する高性能な陽極・負極の電極材料を開発し、その電気化学特性を解明することを目標としている。Co_3O_4はリチウムイオン電池の負極材料として優れた特性を有すると考えられるが、天然には層状物質としては存在しない物質である。本研究では溶液法を用いて、・自己組織化したCo_3O_4のナノシートを創製することに成功した。生成物はCo_3O_4ナノシートが垂直方向に積層し、層間をカーボン層でサンドイッチした構造をしている。このようなラメラ状の特異な構造を有する新規電極材料は50回以上の充電・放電プロセスにおいて、高い電流密度条件下でも高い電気容量を保持できるなどの優れた電池特性を有することが明らかとなった。この優れた特性は、電極と電極物質間の接触面積が拡大し、その結果、Liイオンの拡散長が減少したことによると考えられる。また、窒素をドープしたグラフェンとSnO_2粒子とのサンドイッチ構造を有する新規電極材料を、TCNQと呼ばれる有機溶媒を用いて創製することに成功した。本電極材料は大きな容量、高いサイクル寿命、早い対応速度などの優れた電池特性を有することを明らかにした。さらに、CoO_3-Fe_3O_4の2層から成る中空が空いた磁性のナノ物質を合成することにも成功した。

リチウムイオン battery の open 発は with や帯 phone ノートパソコンなど with 帯気 auto with や electronic machine electricity, ハイブリッド automotive など nextgen の industrial technology with をえる 2 battery としてめ extremely important でてあり, long life, higher force などの high performance-based がめられている. This study ではリチウムイオンの battery performance, special にエネルギー density, サイクル life, charging a discharge speed などをに sharply upward させるために, ミクロからナノサイズの specific な a すを construction る high-performance anode, cathode のな electrode materials を open 発し, その electric 気 chemistry を interpret することを target としている. Co_3O_4 はリチウムイオン battery anode materials のとして optimal れた features を have すると exam えられるが, natural には layered material としては exist しない material である. This study でをは solution method using いて,, organized した Co_3O_4 のナノシートを created することに successful した. Products は Co_3O_4 ナノシートが vertical に horizon し, interlayer をカーボン layer でサンドイッチした tectonic をしている. このようなラメラ shape の specific な a すを construction るは back to more than 50 new rules on electrode materials の charging, discharge プロセスにおいて, under the condition of high current density of いでも high 気い electricity capacity を keep できるなどの optimal れた battery features を have することが Ming らかとなった. この optimal れた characteristics は, electrode との contact area between the electrode material が company, big し, その results, Li イオンの company, taking long が reduce したことによると exam えられる. また, smothering をドープしたグラフェンと SnO_2 particle とのサンドイッチ a すを construction るを new rules on the electrode materials, TCNQ と shout ばれる organic solvent を with いて created することに successful した. This electrode material はきな capacity, high いサイクル life, early い応 seaborne speed などの optimal れた battery features を have することを Ming らかにした. さらに, CoO_3 Fe_3O_4 の layer 2 から into hollow るが empty いた magnetic のナノ material を synthetic することにも successful した.