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Silicon-based anodes prepared by gas-deposition method for next generation lithium-ion battery

Research Project

Project/Area Number 24350094
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypePartial Multi-year Fund
Section一般
Research Field Functional materials/Devices
Research InstitutionTottori University

Principal Investigator

SAKAGUCHI Hiroki  鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00202086)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) USUI Hiroyuki  鳥取大学, 大学院工学研究科, 准教授 (60423240)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2013: ¥5,590,000 (Direct Cost: ¥4,300,000、Indirect Cost: ¥1,290,000)
Fiscal Year 2012: ¥8,970,000 (Direct Cost: ¥6,900,000、Indirect Cost: ¥2,070,000)
Keywordsリチウム二次電池 / 負極 / ケイ素 / 合金 / シリサイド / ガスデポジション法 / 厚膜 / 二次電池 / リチウムイオン電池 / 負極材料 / ガスデポジション / リチウム電池
Outline of Final Research Achievements

As an anode of Li-ion battery, Si has a problem of a poor cyclability due to its large volume changes during charge-discharge and a resulting stress. We prepared composite thick-film electrodes consisting of rare-earth metal silicides and elemental Si by a gas-deposition method, and investigated their anode performances. Among various rare-earth silicides/Si electrodes, Gd-Si/Si electrode exhibited the most excellent cycling performance. We revealed that the excellent performance was caused by four properties of Gd-Si: a moderate Li-storage ability, a high electronic conductivity, a high thermodynamic stability, and a more elastic property than other silicides. This elastic property probably relaxes the stress during charge-discharge.

Report

(4 results)
  • 2014 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (56 results)

All 2015 2014 2013 2012 Other

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (37 results) (of which Invited: 1 results) Book (11 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Gadolinium silicide/silicon composite with excellent high-rate performance as lithium-ion battery anode2014

    • Author(s)
      H. Usui, M. Nomura, H. Nishino, M. Kusatsu, T. Murota, and H. Sakaguchi
    • Journal Title

      Materials Letters

      Volume: 130 Pages: 61-64

    • DOI

      10.1016/j.matlet.2014.05.065

    • NAID

      120005895957

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    • Author(s)
      Hiroyuki Usui, Kuniaki Wasada, Masahiro Shimizu, and Hiroki Sakaguchi
    • Journal Title

      Electrochimica Acta

      Volume: 111 Pages: 575-580

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2013.08.015

    • NAID

      120005895949

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      Hiroyuki Usui, Takamasa Kono, and Hiroki Sakaguchi
    • Journal Title

      Journal of Nanoengineering and Nanomanufacturing

      Volume: 3 (4) Issue: 4 Pages: 326-330

    • DOI

      10.1166/jnan.2013.1151

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    • Journal Title

      Journal of Power Sources

      Volume: 235 Pages: 29-35

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2013.01.188

    • NAID

      120005895955

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      Hiroyuki Usui
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      Electrochemistry

      Volume: 80 Issue: 10 Pages: 737-739

    • DOI

      10.5796/electrochemistry.80.737

    • NAID

      10030880502

    • ISSN
      1344-3542, 2186-2451
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      Volume: 520 Issue: 23 Pages: 7006-7010

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      10.1016/j.tsf.2012.07.093

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      Volume: 7 Pages: 4322-4334

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    • Inventor(s)
      坂口裕樹, 薄井洋行, 室田忠俊, 草津将年
    • Industrial Property Rights Holder
      国立大学法人 鳥取大学, 株式会社 三徳
    • Filing Date
      2012-05-11
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Published: 2012-04-24   Modified: 2019-07-29  

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