次世代蓄電池のための多電子反応負極の研究

下一代蓄电池多电子反应负极研究

• 批准号: 11F01762
• 负责人: 安部 武志
• 金额: $ 0.9万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 2013
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-11F01762/
• 关键词: シリコン; リチウムイオン電池; 炭素微小球体; マグネシウム電池

シリコンはリチウムイオンと合金化することによりシリコン1gあたり4000mAh程度の容量を示し、この値は黒鉛1gあたりの容量の372mAhの10倍以上となる。一方、シリコン負極の最大の課題として、その体積膨張が挙げられる。4000mAh/gの容量を示す場合、体積が4倍程度増加する。電池内の体積膨張は電極の著しい劣化が生じ、電池としては使い物にならない。また、シリコンとリチウムが合金化するとシリコン粒子が微粉化し、電子伝導のパスが切れ、使えないシリコン粒子が生成する。これらの大きな二つの課題を解決するために、炭素材料とシリコンを複合化させ、その電気化学特性を検討する研究が世界中の産官学の研究者によって行われている。それらの研究により、シリコン負極の研究は進歩したが、まだ多くの課題が残っていた。そこで、高速充放電反応が可能なリチウムイオン電池用炭素微小球体を用い、これとシリコンナノ粒子を複合化させるアイデアを出し、これによってシリコン負極特性の飛躍的な向上を目指した。この複合体をさまざまなバインダーを用いて、電極を作製し、これの電気化学特性を一般的にリチウムイオン電池で用いられる電解液を使用して調べた。その結果、炭素微小球体と混合することにより、初回効率、サイクル特性とも著しく向上することが分かった。今後、この研究を発展させ、シリコン負極の実現に向けて研究を進めていく予定である。

シリコンはリチウムイオンとAlloyed することによりシリコン1gあたり4000mAh The degree of capacity is shown, and the capacity of black lead 1g is 372mAh, which is more than 10 times. On the one hand, the biggest problem of the negative electrode is the volume expansion of the negative electrode. When the capacity of 4000mAh/g is shown, the volume is increased by about 4 times. The volume expansion in the battery causes the electrodes to deteriorate, and the battery's properties cause the material to deteriorate.また、シリコンとリチウムがAlloying するとシリコンがMicropowderし, electrons are guided and cut, and えないシリコン particles are generated.これらの大きな二つのproblemをsolvedするために、carbon material compositeとシリコンをさせ、その电気 Chemical Properties を検 Discussion する Research が Industry-Government-Academic の researcher in the world によって行われている.それらの Research により, シリコンAnode の Research は 歩したが, まだ多くの Subject が出っていた.そこで, high-speed charge and discharge reaction possible なリチウムイオン carbon microspheres for batteries, これとシリコンナノParticle compounding has made a great leap forward in negative electrode properties.このComplex をさまざまなバインダーを is made of いて, electrode をし, これの电気The chemical characteristics of the general Koren battery are as follows: the electrolyte is prepared by using the same electrolyte.その results, carbon microspheres and mixed することにより, first round efficiency, サイクル characteristics and とも上しくUPすることが分かった. From now on, the research and development of the negative electrode will be carried out, and the research and development of the negative electrode will be determined.