2018 Fiscal Year Annual Research Report
One-Process Fabrication of High-Density Capacity LIB Electrode Materials on Cu and Al sheets by Hybrid Electrodeposition
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17K18966
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
呉 松竹 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (30633573)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
八代 仁 岩手大学, 理工学部, 教授 (60174497)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | LIB電極材料 / ハイブリッドめっき / 表面・界面物性 / ナノ材料 / 負極 / 正極 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、次世代大容量・低コストのLIB電極材料の新規創製を目指し、水とエタノールの混合めっき液中で電気めっきと泳動電着を組合せた新規なハイブリッドめっき法により、銅板およびアルミ板上にナノ空間を持つ大表面積のナノポーラス複合めっき層をOne-Processで形成させた。即ち、負極集電体銅板上に鱗片状ナノ結晶を持つナノポーラスSn-SnO2-TiO2/Cu6Sn5複合めっき膜を形成し、正極集電体Al板上にナノポーラスLi-V-Mn-Ni-O系複合めっき膜を直接形成することにより、集電体上にLIB電極の活物質成分と導電性成分を一体化した新規な高密着性ナノポーラス複合膜を創製し、電極反応効率を向上させる。また、めっきプロセスにおける電気化学反応および電池特性評価におけるめっき膜成分の役割と電極反応メカニズムを解明することを行った。
その結果、正極材料として、電解エッチングとハイブリッドめっき法によりAl基板上に均一なLi-V-Mn-Ni-O複合めっき膜が形成し、めっき条件により、複合めっき膜の微細構造および化学組成を制御することができた。また、V-Ni-Mn-O複合めっき膜が形成されたAl箔を作用極とし、Liイオン電池の正極材料として定電流充放電試験を行い、電池特性はめっき浴組成およびめっき条件による影響を調べるとともに、条件の最適化を行った。
また、負極材料として、ハイブリッドめっき法により集電体のCu基板上に鱗片状Sn-TiO2複合めっき膜を形成し、高い電気容量を示すことが確認された。さらに、ハイブリッドアノード酸化によりTi基板上に新規なTiO2-TiO-TiN(/Sn-SnO2)複合皮膜を創製し、放電容量を向上する効果を見出した。
そして、研究成果として、学術論文登載8件（他投稿中2件）、学会発表24件（内招待講演１件、国際学会発表10件、国内発表14件）を行った。
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