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多孔性無機材料の合成と次世代蓄電池デバイスへの展開

多孔无机材料的合成及其在下一代蓄电池装置中的应用

基本信息

批准号：
12J00031
负责人：
長谷川丈二
金额：
$ 2.53万
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：
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

项目摘要

相分離を伴うゾル－ゲル法により作製したTiO2多孔体を水酸化リチウム水溶液中で処理したのち、焼成することで多孔質スピネル型チタン酸リチウムを作製した。水酸化リチウム水溶液中での処理によりTiO2の溶解再結晶が起こり、多孔質骨格表面に花弁状構造を形成させることができる。この複雑なナノ構造を有するチタン酸リチウム多孔体をリチウムイオン電池およびナトリウムイオン電池電極として応用し、その電気化学特性の評価を行った。その結果、ナノ構造を有するチタン酸リチウム電極は、リチウムイオン電池負極として優れたレート特性を示し、また、ナトリウムイオン電池負極としても有用であることが分かった。さらに、ナトリウムイオン電池負極として用いた場合には、リチウムイオン電池の場合に比べ、レート特性の低下が見られたが、作動温度を上昇させることにより、レート特性の改善が可能であることを見出した。また、ナトリウムイオン電池用負極である多孔性ハードカーボン電極の開発および細孔特性制御を行った。さまざまな細孔構造と異なる結晶化度を有する電極のナトリウムイオン電池負極特性を比較することで、それらの特性が電池性能に与える影響について詳細に調べた。現在、さらに詳細な検討を行うために、放射光施設を利用した研究を検討中である。さらに、界面活性剤のミセル鋳型法と相分離法を組み合わせることにより、2d-hexagonal構造のメソ孔およびマクロ孔を有するフェノール樹脂の作製に成功し、その炭素化により、階層的多孔構造を有するハードカーボン電極を作製した。得られた電極は、ナトリウムイオン電池負極として、優れた容量およびレート特性を示した。

Phase separation is associated with the preparation of TiO2 porous bodies by aqueous acidification and calcination in aqueous solutions. The dissolution and recrystallization of TiO2 in aqueous solution are caused by acidification, and the flower-like structure is formed on the surface of porous skeleton. The structure of the composite material is composed of a porous body, a battery electrode, and an evaluation of the electrochemical characteristics of the battery electrode. As a result, the structure of the battery electrode is different from that of the battery electrode. In the case of battery electrode, the ratio and characteristics of battery electrode are lower, and the operating temperature is higher. The electrode for battery is porous, and the opening and control of pore characteristics of the electrode are carried out. The fine pore structure and crystallinity of the electrode are different. The electrode characteristics of the battery are compared. The characteristics of the battery are adjusted in detail. Now, we are discussing in detail the application of radiation. In addition, the preparation of the resin by the method of phase separation and the method of interfacial activity was successfully carried out by the method of phase separation and the method of phase separation. The battery electrode has excellent capacity and characteristics.