2018 Fiscal Year Annual Research Report
Formation of nano-meter carbon layer by direct pyrolysis of coronene and its application to lithium-ion battery
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16H04523
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| Research Institution | National Institute for Materials Science |
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Principal Investigator |
熊倉 浩明 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, NIMS招聘研究員 (90354307)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 明 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 技術開発・共用部門, グループリーダー (20354326)
野村 晃敬 国立研究開発法人物質・材料研究機構, エネルギー・環境材料研究拠点, 研究員 (30746160)
北口 仁 国立研究開発法人物質・材料研究機構, 機能性材料研究拠点, 副拠点長 (60354304)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 熱分解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでLiFePO4電極材料に対してコロネンを添加し、加熱分解させてカーボンコートを行ってきたが、熱処理時のカーボンコートに伴ってLiFePO4電極粉末が凝集するという問題点があった。そこで本年度はより低温で熱分解すると思われるアントラセン(C14H10)をカーボンソースに選び、実験を進めた。
LiFePO4粉末とC14H10粉末とを混合し、石英管に真空封入して熱処理した。C14H10の添加量はコロネン添加時の類推からカーボン量として2wt%に固定した。熱処理温度としては、コロネン添加のときよりも低い温度を選び、500℃、550℃、589℃および650℃とした。
炭素コートした電極粉末の微細構造は、透過電顕観察によって評価し、炭素コートしない電極粉末、ならびにコロネン添加した電極粉末と比較した。その結果、500℃ならびに550℃で熱処理した場合は電極粉末表面上に十分なカーボン層が形成されていないが、589℃の場合は厚さが1.2nm程度の、また650℃の場合は1.6nm程度の厚みのカーボン層が形成されているのが判った。これらの粉末について粒度分布を計測した。いずれの熱処理温度でも、これまでのコロネン添加電極粉末より平均粒径は若干小さことがわかった。
次に、作製した炭素コート電極粉末を用いて電極を作製し、さらにこれを用いてハーフセルのリチウムイオン電池を作製して充・放電容量を評価した。熱処理温度が650℃、589℃の場合はコロネンによりカーボンコートしたLiFePO4の場合とほぼ同様の容量（約150 mAh/g）が得られたが、550℃処理サンプルは若干小さい容量が観測された。このようにコロネン添加よりも若干小さな粒径が得られたが放電容量はコロネン添加の場合と同等であり、更なる容量の増大には、カーボンコート法の更なる改善が必要と思われる。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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