１次元水素化マグネシウムナノファイバーによる高性能リチウムイオン電池の開発

利用一维氢化镁纳米纤维开发高性能锂离子电池

• 批准号: 12F02385
• 负责人: 秋山 友宏
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12F02385/
• 关键词: リチウムイオン電池; MgH2; 水素化マグネシウム; ナノファイバー; 負極材; 正極材

1．高圧水素反応装置を使用し、VS(蒸気から固体結晶を作るvapor-solid法)手法によるMgH2ナノファイバーを合成した。合成したMgH2ナノファイバーを用いて、導電カーボンやバインダーと混合し、圧延法により、MgH2電極の作製を試みた。得られた電極をSwagelok-cellにより、その電極特性を評価した。２．遷移金属酸化物は、例えば酸化鉄、酸化コバルト、酸化マンガン等、水素化物と同様なコンバージョン反応により、リチウムイオン電池の負極材へ適用される。コンバージョン反応メカニズムを深く理解するために、酸化物と水素化物をリチウムイオン電池負極材としての比較実験を実施した。こちらの酸化物負極材の性能の向上には、ナノ構造化や炭素との複合化が必要となる。液体燃焼合成等の手法を利用し、様様な酸化物ナノ構造体や複合体の合成を試みた。３．最終目的であるMgH2負極材を用いたリチウムイオン電池フルセルを作成するため、LiMn２O4、LiNi0.5Mn1.5O4等の正極材の合成を試みた。その正極材の特性を評価し、得られた結果を取りまとめ学会や専門雑誌で発表した。

1. High pressure hydrogen peroxide reactor is used, and the vapor-solid method is used to synthesize MgH2. The MgH2 electrode was prepared by the method of synthesis, mixing and voltage extension. The results show that the Swagelok-cell electrode has excellent performance. 2. Migrating metal acids, such as iron acid, etc., hydrate and the like, are suitable for battery electrode materials. The battery electrode materials are compared with each other in the following aspects: It is necessary to improve the performance of acid electrode materials by structural and composite carbon. Use of liquid combustion synthesis techniques, analysis of acidizing compounds, synthesis of structures and complexes 3. The final purpose is to try to synthesize electrode materials such as MgH2 electrode materials, LiMn2O4 and LiNi0.5Mn1.5O4. The characteristics of the electrode materials were evaluated and the results were obtained.

项目成果

A facile solution combustion synthesis of nanosized amorphous iron oxide incorporated in a carbon matrix for use as a high-performance lithium ion battery anode material

• DOI: 10.1016/j.jallcom.2015.02.043
• 发表时间: 2015-06
• 期刊: Journal of Alloys and Compounds
• 影响因子: 6.2
• 作者: Chunyu Zhu;G. Saito;T. Akiyama

Optimized conditions for glycine-nitrate-based solution combustion synthesis of LiNi0.5Mn1.5O4 as a high-voltage cathode material for lithium-ion batteries

• DOI: 10.1016/j.electacta.2014.01.084
• 发表时间: 2014-05
• 期刊: Electrochimica Acta
• 影响因子: 6.6
• 作者: Chunyu Zhu;T. Akiyama

Enhanced H_2 sorption kinetics for MgH_2 nanofibers by the formation of zebra-strined structure on the fibers.

通过在纤维上形成斑马纹结构增强MgH_2纳米纤维的H_2吸附动力学。

• 发表时间: 2013
• 作者: C. Zhu;T. Akiyama
• 通讯作者: T. Akiyama

Controlled synthesis of MgH_2 nanofibers via a vapor-solid process and their enhanced H_2 storage properties

气固相控合成MgH_2纳米纤维及其增强的H_2存储性能

• 发表时间: 2013
• 作者: C. Zhu;T. Akiyama
• 通讯作者: T. Akiyama

Designed synthesis of LiNi0.5Mn1.5O4 hollow microspheres with superior electrochemical properties as high-voltage cathode materials for lithium-ion batteries

• DOI: 10.1039/c3ra47193d
• 发表时间: 2014-02
• 期刊: RSC Advances
• 影响因子: 3.9
• 作者: Chunyu Zhu;T. Akiyama