2016 Fiscal Year Annual Research Report
Direct compositing of oxide and carbon by solution combustion synthesis
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15K18325
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
朱 春宇 北海道大学, 工学研究院, 特任助教 (30749255)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | リチウムイオン電池 / 酸化物 / 燃焼合成 / 複合体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
リチウムイオン電池のエネルギー密度の向上には、負極活物質の容量密度の向上が不可欠である。そのため、従来のグラファイトより高い容量を有する安価な負極材料の開発が求められている。遷移金属酸化物 (Fe、Mn、Ni、Cu等の酸化物)はリチウムイオンと反応し、遷移金属と酸化リチウムを可逆的に生成する。遷移金属酸化物はリチウム金属に対して約1Vの電位、600～1200 mAh/gの高い理論容量を有しているため(従来のグラファイトの２倍以上)、リチウム電池の負極材料として極めて有望である。遷移金属酸化物を負極材料に適用する際の問題は、充放電に伴う体積膨張・収縮や低い導電性であり、このため良好な出力およびサイクル特性が得られない。本研究の目的は、液体燃焼合成法により遷移金属酸化物のナノ化及び炭素との複合化によって、リチウムイオン電池負極材料としての出力及びサイクル寿命の改善である。
H28年度の実施内容・成果は下記の通りである。
H27年度の実施結果により更なる電気化学特性が有する複合体を合成するため、液体燃焼合成のゲル原料を高導電性のケッチェンブラック・グラフェンナノフレークと混合し、不活性雰囲気下でのone-step燃焼合成により高性能複合体を直接合成できた。一方、バイオマス原料であるコットンファイバーをテンプレート・炭素源として利用し、酸化物・炭素複合体の合成も試みた。上記研究をさらに発展し、多孔質炭素の合成にも適用できた。
これらの研究成果は国際学会・論文で発表した。
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