| Project/Area Number |
18J11866
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Reaction engineering/Process system
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
太田 岬 大阪大学, 基礎工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | チタン酸リチウム / 酸化チタン / リチウムイオン電池 / ナノ粒子 / チタン酸化合物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リチウムイオン電池は二次電池の一種であり，小型軽量化が可能なため，様々なデバイスの電源として用いられている．正極にはコバルト酸リチウム，負極にはグラファイトの層状化合物が用いられているが，グラファイトには安全性とサイクル特性に課題がある．そこで，高い安全性・サイクル特性を示す新たな負極材料として注目されているのがチタン酸リチウムである．
しかし，チタン酸リチウムは電気伝導度が低いため，レート特性（高速充放電性能）が低いという課題がある．この解決のためには粒子をナノサイズ化することが重要である．チタン酸リチウムの合成には従来法では800℃以上の高温処理が必要なうえ，そのような高温条件下では焼結が起こり，大きな粒子しか得られない．そこで，本研究では，まず原料である酸化チタンに着目し，原料を高活性化・ナノサイズ化することで，目的生成物であるチタン酸リチウムの低温合成・ナノサイズ化を試みた．まず，高活性アモルファス酸化チタンナノ粒子の合成を行い，それを原料として用いることで，チタン酸リチウムの低温合成とナノサイズ化に成功した．この低温合成したチタン酸リチウムの粒子径は10 nmであり，従来法（800℃）で合成したものは粒子径200 nmであったことから，ナノサイズ化に成功したことが分かる．
さらに，この合成したチタン酸リチウムナノ粒子のリチウムイオン電池負極材料としての性能を評価した．従来法で合成した試料，低温合成した試料いずれも70サイクルの充放電後でも初期の容量（理論容量の約99%）を維持し，高いサイクル特性を示すことが確認できた．さらに，低温合成したチタン酸リチウムナノ粒子は10 Cという高速で充放電を行っても従来法で合成した試料より容量の低下が少ない高レート特性を示すことが明らかとなった．
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| Research Progress Status |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。
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