Investigation of Ion-transfer Dynamics in Nanopores and Development of High-rate Charging-discharging Materials

• Project/Area Number: 21350117
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Inorganic industrial materials
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: MORIGUCHI Isamu 長崎大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40210158)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): YAMADA Hirotoshi 長崎大学, 大学院・後学研究科, 准教授 (10359961)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥19,240,000 (Direct Cost: ¥14,800,000、Indirect Cost: ¥4,440,000); Fiscal Year 2011: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2010: ¥6,240,000 (Direct Cost: ¥4,800,000、Indirect Cost: ¥1,440,000); Fiscal Year 2009: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
• Keywords: ナノ細孔 / 多孔体 / カーボン / グラファイト / オリビン / 電気二重層 / Li挿入脱離 / 充放電 / 多孔カーボン / 高速充放電 / LiMnPO_4 / Sn / 活物質・カーボン複合体 / ナノ多孔カーボン / ミクロ細孔

Research Abstract

We have successfully synthesized nanoporous carbons with specificpore size ranges in micropore to macropore regions, graphitized nanoporous materials and nanocomposites of olivine/ porous carbon. It was found that microporous carbons show unique electric double layer capacitive properties although micropores are used to be thought not to contribute to the capacitance. Graphitized nanoporous materials and nanocomposites of olivine/ porous carbon exhibited good rate-capability in LI-insertion/ extraction.

Research Products

• [Journal Article] Rapid Synthesis and Charge-Discharge Properties of LiMnPO4 Nanocrystallite-embedded Porous Carbons (2012)
  • Author(s): S. Aono, K. Urita, H. Yamada, and I. Moriguchi
  • Journal Title: Chem. Lett Volume: 41(2) Pages: 162-164
  • NAID: 10030223329
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Local Structure and Ionic Conduction at Interfaces of Electrode and Solid Electrolytes (2012)
  • Author(s): H. Yamada, Y. Oga, I. Saruwatari, I. Moriguchi
  • Journal Title: J. Electrochem. Soc Volume: 159(4)
  • NAID: 120006985462
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rapid Synthesis and Charge-Discharge Properties of LiMnPO_4 Nanocrystallite-embedded Porous Carbons (2012)
  • Author(s): Shintaro Aono
  • Journal Title: Chemistry Letters Volume: 41 Issue: 2 Pages: 162-164
  • DOI: 10.1246/cl.2012.162
  • NAID: 10030223329
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Electrochemical property of LiMnPO_4 nanocrystallite-embedded porous carbons as a cathode material of Li-ion battery (2012)
  • Author(s): Shintaro Aono
  • Journal Title: Solid State Ionics Volume: (印刷中) Pages: 556-559
  • DOI: 10.1016/j.ssi.2012.02.057
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Confinement in Carbon Nanospace-Induced Production of KI Nanocrystals of High-Pressure Phase (2011)
  • Author(s): K. Urita, Y. Shiga, T. Fujimori, T. Iiyama, Y. Hattori, H. Kanoh, T. Ohba, H. Tanaka, M. Yudasaka, S. Iijima, I. Moriguchi, F. Okino, M. Endo, K. Kaneko
  • Journal Title: J. Am. Chem. Soc Volume: 133 Pages: 10344-10347
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 高出力Liイオン二次電池電極材料の開発 (2009)
  • Author(s): 森口勇, 山田博俊
  • Journal Title: 工業材料 Volume: 第57巻,第11号 Pages: 69-72
• [Journal Article] Liイオン二次電池の高出力・大容量化に向けた電極材料ナノ構造制御 (2009)
  • Author(s): 森口勇, 山田博俊
  • Journal Title: 電池技術 Volume: 第21巻 Pages: 17-23
• [Journal Article] Electrochemical property of LiMnPO_4 nanocrystallite-embedded porous carbons as a cathode material of Li-ion battery
  • Author(s): S. Aono, Ko. Urita, H. Yamada, and I. Moriguchi
  • Journal Title: Solid State Ionics Volume: (in press)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 制約されたカーボンナノ空間中における電解質イオンの状態 (2011)
  • Author(s): 井手望水, 瓜田幸幾, 山田博俊, 森口勇
  • Organizer: 第25回日本吸着学会研究発表会
  • Place of Presentation: 沖縄
  • Year and Date: 2011-11-12
• [Presentation] Sn系/ナノカーボン複合体電極としてのカーボン空間の有用性 (2011)
  • Author(s): 瓜田幸幾, 山口祐良, 権藤舞, 山田博俊, 森口勇
  • Organizer: 第25回日本吸着学会研究発表会
  • Place of Presentation: 沖縄
  • Year and Date: 2011-11-12
• [Presentation] Sn系/ナノカーボン複合体電極としてのカーボン空間の有用性 (2011)
  • Author(s): 瓜田幸幾
  • Organizer: 第25回日本吸着学会研究発表会
  • Place of Presentation: 沖縄(那覇)
  • Year and Date: 2011-11-12
• [Presentation] 制約されたカーボンナノ空間中における電解質イオンの状態 (2011)
  • Author(s): 井手望水
  • Organizer: 第25回日本吸着学会研究発表会
  • Place of Presentation: 沖縄(那覇)
  • Year and Date: 2011-11-12
• [Presentation] 多孔カーボン電極内における電解質イオンの局所構造 (2011)
  • Author(s): 山田博俊, 井手望水, 瓜田幸幾, 森口勇, 上村重明, 飯原順次
  • Organizer: 第52回電池討論会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011-10-20
• [Presentation] 多孔カーボン電極内における電解質イオンの局所構造 (2011)
  • Author(s): 山田博俊
  • Organizer: 第52回電池討論会
  • Place of Presentation: 東京(船堀)
  • Year and Date: 2011-10-20
• [Presentation] LiMnPO_4ナノ結晶/カーボン複合体の充放電特性 (2011)
  • Author(s): 青野慎太郎, 瓜田幸幾, 山田博俊, 森口勇
  • Organizer: 第52回電池討論会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2011-10-19
• [Presentation] LiMnPO_4ナノ結晶/カーボン複合体の充放電特性 (2011)
  • Author(s): 青野慎太郎
  • Organizer: 第52回電池討論会
  • Place of Presentation: 東京(船堀)
  • Year and Date: 2011-10-19
• [Presentation] LiMnPO_4 nanoparticles-embedded porous carbons as a cathode materials￥of rechargeable Li-ion battery (2011)
  • Author(s): S. Aono, K. Urita, H. Yamada, I. Moriguchi
  • Organizer: 18^<th> International Conference on Solid State Ionics
  • Place of Presentation: Warsaw, Poland
  • Year and Date: 2011-07-07
• [Presentation] Nanoporous graphitized carbons as an anode materials of rechargeable Li-ion battery (2011)
  • Author(s): I. Moriguchi, Y. Yamamura, K. Urita, H. Yamada
  • Organizer: 18^<th> International Conference on Solid State Ionics
  • Place of Presentation: Warsaw, Poland
  • Year and Date: 2011-07-07
• [Presentation] NANOPOROUS GRAPHITIZED CARBONS AS AN ANODE MATERIAL OF RECHARGEABLE Li-ION BATTERIES (2011)
  • Author(s): Isamu Moriguchi
  • Organizer: 18^<th> International Conference on Solid State Ionics
  • Place of Presentation: Warsaw, Poland
  • Year and Date: 2011-07-07
• [Presentation] LiMnPO_4 NANOPARTICLES-EMBEDDED POROUS CAEBONS AS A CATHODE MATERIAL OF RECHARGEABLE Li-ION BATTERY (2011)
  • Author(s): Shintaro Aono
  • Organizer: 18<th> International Conference on Solid State Ionics
  • Place of Presentation: Warsaw, Poland
  • Year and Date: 2011-07-07
• [Presentation] 多孔カーボンの細孔構造制御と電気二重層容量特性 (2011)
  • Author(s): 井手望水, 瓜田幸幾, 山田博俊, 森口勇
  • Organizer: 電気化学会第78回大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2011-03-29
• [Presentation] LiMnPO_4ナノ結晶/多孔カーボン複合体の合成と充放電特性 (2011)
  • Author(s): 青野慎太郎, 瓜田幸幾, 山田博俊, 森口勇
  • Organizer: 電気化学会第78回大会
  • Place of Presentation: 横浜
  • Year and Date: 2011-03-29
• [Presentation] グラファイト性ナノ多孔体の作製と負極特性 (2010)
  • Author(s): 山村保明, 瓜田幸幾, 山田博俊, 森口勇
  • Organizer: 第51回電池討論会
  • Place of Presentation: 愛知
  • Year and Date: 2010-11-10
• [Presentation] グラファイト性ナノ多孔体の作製と負極特性 (2010)
  • Author(s): 山村保明
  • Organizer: 第51回電池討論会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2010-11-10
• [Presentation] LiMnPO_4/カーボン複合体の作製と電気化学特性 (2010)
  • Author(s): 青野慎太郎, 瓜田幸幾, 山田博俊, 森口勇
  • Organizer: 2010年日本化学会西日本大会
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 2010-11-07
• [Presentation] カーボンナノ空間における電解液構造の特異性 (2010)
  • Author(s): 井手望水, 瓜田幸幾, 山田博俊, 森口勇
  • Organizer: 2010年日本化学会西日本大会
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 2010-11-06
• [Presentation] Snナノ粒子による多孔カーボンの修飾と充放電特性 (2010)
  • Author(s): 山口祐良
  • Organizer: 2010日本化学会西日本大会
  • Place of Presentation: 熊本
  • Year and Date: 2010-11-06
• [Presentation] グラファイト性多孔カーボンの充放電特性 (2010)
  • Author(s): 森口勇, 山村保明, 山田博俊
  • Organizer: 2010年電気化学会秋季大会
  • Place of Presentation: 神奈川
  • Year and Date: 2010-09-03
• [Presentation] Nanostructured Electrode Materials with High-Rate Charging-Discharging Capability (2010)
  • Author(s): I. Moriguchi, H. Yamada
  • Organizer: 7^<th> Asian Conference on Electrochemistry, Kumamoto
  • Place of Presentation: Special Invited Lecture
  • Year and Date: 2010-05-20
• [Presentation] Nanostructured Electrode Materials with High Rate Charging-Discharging Capability (2010)
  • Author(s): Isamu Moriguchi
  • Organizer: 7^<th> Asian Conference on Electrochemistry
  • Place of Presentation: Kumamoto(Special Invited Lecture)
  • Year and Date: 2010-05-20
• [Presentation] 高出力・大容量Liイオン二次電池の開発と今後の展望 (2010)
  • Author(s): 森口勇
  • Organizer: 第2回グリーンビークルセミナー
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2010-02-01
• [Presentation] Nanostructured Electrode Materials for High Power Li-ion Battery (2009)
  • Author(s): I. Moriguchi
  • Organizer: Nagasaki University and National Tsing Hua University Joint Seminar on Nano Material Science
  • Place of Presentation: Taiwan
  • Year and Date: 2009-12-09
• [Presentation] Nanostructured Electrode Materials for High Power Li-ion Battery (2009)
  • Author(s): I. Moriguchi
  • Organizer: Nagasaki University and National Taiwan University Joint Seminar on Nano Material Science
  • Place of Presentation: Taiwan
  • Year and Date: 2009-12-08
• [Presentation] 有機-無機複合ポリマーより得た多孔カーボンの有機電解液中でのキャパシタ特性 (2009)
  • Author(s): 森口勇, 井手望水, 西岡純一, 山田博俊
  • Organizer: 第23回日本吸着学会研究発表会
  • Place of Presentation: 豊橋
  • Year and Date: 2009-11-28
• [Presentation] 有機-無機複合ポリマーより得た多孔カーボンの有機電解液中でのキャパシタ特性 (2009)
  • Author(s): 森口勇
  • Organizer: 第23回日本吸着学会研究発表会
  • Place of Presentation: 豊橋技術科学大学(豊橋市)
  • Year and Date: 2009-11-28
• [Presentation] ナノ構造制御による電気化学エネルギーデバイス材料の開発 (2009)
  • Author(s): 森口勇
  • Organizer: 日本ゾルーゲル学会第7回討論会
  • Place of Presentation: メルパルク京都(京都市)
  • Year and Date: 2009-07-30
• [Presentation] ナノ構造制御による電気化学エネルギーデバイス材料の開発 (2009)
  • Author(s): 森口勇
  • Organizer: 日本ゾルーゲル学会第7回討論会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2009-07-03
• [Book] キャパシタおよびLiイオン二次電池の材料創製,「新しい局面を迎えた界面の分子科学-機能デザインと計測技術の展開-」,日本化学会編 (2011)
  • Author(s): 森口勇
  • Publisher: 化学同人
• [Book] 低次元からの電極材料構造制御と性能」,自動車用途へ向けたリチウムイオン二次電池/材料の発熱挙動・劣化評価と試験方法,第3章第7節 (2011)
  • Author(s): 山田博俊,森口勇
  • Publisher: 技術情報協会
• [Book] キャパシタおよびLiイオン二次電池の材料創製,「界面の分子科学-界面のデザインと界面計測」 (2011)
  • Author(s): 森口勇
  • Publisher: (株)化学同人
• [Book] キャパシタおよびLiイオン二次電池電極材料の開発,「ゾル-ゲル法技術の最新動向」 (2010)
  • Author(s): 森口勇,山田博俊
  • Publisher: (株)シーエムシー出版
• [Book] キャパシタおよびLiイオン二次電池電極材料の開発「ゾルーゲル法技術の最新動向」 (2010)
  • Author(s): 森口勇
  • Publisher: (株)シーエムシー出版
• [Book] 「電極活物質のナノ多孔化と挿入・脱離特性,反応解析」,「Li二次電池電極材料のスラリー調整」 (2009)
  • Author(s): 山田博俊,森口勇
  • Publisher: 技術情報協会
• [Book] 電気化学吸着,「吸着技術の産業応用ハンドブック」 (2009)
  • Author(s): 山田博俊,森口勇
  • Publisher: (株)リアライズ理工センター
• [Book] 機能性分子集合体,「超分子サイエンス & テクノロジー-基礎からイノベーションまで-」 (2009)
  • Author(s): 森口勇
  • Publisher: エヌ・ティー・エス(株)
• [Patent(Industrial Property Rights)] 特許権 (2010)
  • Inventor(s): 森口勇,山田博俊
  • Industrial Property Rights Holder: 長崎大学
  • Filing Date: 2010-06-24
  • Overseas
• [Patent(Industrial Property Rights)] 特許権 (2010)
  • Inventor(s): 森口勇,山田博俊
  • Industrial Property Rights Holder: 長崎大学
  • Filing Date: 2010-06-24
  • Overseas