2008 Fiscal Year Annual Research Report
電気エネルギー貯蔵のためのカーボンハイブリッドの創製
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18350102
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
金野 英隆 Hokkaido University, 大学院・工学研究科, 教授 (50002316)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
伏見 公志 北海道大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (20271645)
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| Keywords | リチウムイオン二次電池 / 電気化学キャパシター / 電極材料 / 負極材料 / テンプレート法 / Si / C / Oガラス状化合物 / B / C / Nコンポジット / リチウムハイブリッドキャパシター |
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| Research Abstract |
前年度までの研究成果を基に研究を進め,以下の結果を得た。
(1) Si/C/Oガラス状化合物 : ウレタンフォームをテンプレートとして合成した材料で作製した電極にリチウムイオンをドープしたものを負極。市販のキャパシター用活性炭を正極としてリチウムイオンハイブリッドキャパシターを組み, その特性を評価した結果, 通常のリチウムイオンニ次電池用電解質中でパワー密度200〜800W/kg, エネルギー密度45〜75Wh/kgという高容量で作動することを明らかにした。また, 全く別の合成法として, ポリイミドの前駆体であるポリアミック酸と液状シリコーンの混合物から合成しても, 600mAh/g(50mA/g時)以上の高いリチウムイオン挿入脱離容量が得られることを見いだした。また, NMRスペクトルから両者の構造が異なることが示唆され, 今後の研究が必要である。(2)C/N系カーボンハイブリッド : N含有高比表面積電極材料を目的として, 3種類の水溶性有機化合物と酢酸マグネシウムの水溶液を原料として合成した結果, 原料化合物と熱処理条件に応じてN含有量3.6〜19mass%, 比表面積87〜1430m^2/gの材料が得られた。硫酸電解質中でキャパシター電極として最も性能が良かったものは, 低充放電速度で230F/g, 高充放電速度で180F/g以上の容量を示した。(3)BICIN系カーボンハイブリッド : 糖類とホウ酸を用いた前年度までの結果を基に, ポリアクリルアミドとホウ酸からB/C/Nコンポジットを合成した結果, B-N結合の割合が大きくならない850〜950℃程度で合成すると, 硫酸電解質中で300F/g(2mV/s時)を超える電気容量を示す材料が得られることがわかった。これに対し, Nを含まないポリビニルアルコールではBの含有量がきわめて少なく, 電気容量も低かった。
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