2010 Fiscal Year Annual Research Report
シリコンチップ埋め込み超微小リチウム2次電池の構成と高機能化に関する研究
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22550167
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
栗山 一男 法政大学, 理工学部, 教授 (20125082)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
串田 一雅 大阪教育大学, 教育学部, 准教授 (80372639)
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| Keywords | 超微小電池 / リチウム2次電池 / シリコンチップ埋め込み / 原子間力顕微鏡観察 / 多結晶シリコン負極 / リチウム窒化物 / スピン・オン・グラス電解質 |
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| Research Abstract |
1.シリコン基板埋め込み300×300μm^2単一全固体型リチウム2次電池の形成
シリコン基板に深さ2μm、面積300×300μm^2サイズの溝を形成しゾルゲル-スピンコーティング法により、正極及び固体電解質を埋め込み、多結晶シリコン(負極)/Poly VinyHdene diFluoride(PVdF)あるいはPoly Methyl Methacrylate(PMMA)(固体電解質)/LiMn_2O_4(正極)構造の全固体型リチウム2次電池を試作した。PVdF及びPMMAを用いたとき、それぞれ1.25nAh/cm^2及び3.70nAh/cm^2の放電容量を得た。
2.導電性プローブを有する原子間力顕微鏡(AFM)を用いたバイアス電圧印加下の多孔質固体電解質及び正極材料のナノスケール領域評価
多結晶シリコン上にLiPF_6を添加したスピン・オン・グラス(SOG)構造を作成し、SOG表面にAFMプローブを設置し、負バイアス電圧を印加したとき、SOG表面の隆起及び粒界付近の構造変化が生じ、リチウムイオンの移動が示唆された。
3.新しい正極材料の探査と電子物性の解明
新しい正極材料としてLi_7VN_4及びLi_7MnN_4を作成し、電子構造計算と光吸収、電子スピン共鳴実験結果を比較した。Li_7VN_4は反磁性体で半導体的であり、Li_7MnN_4は常磁性体で金属的特性を示した。その他、Li_8GeN_4及びLiMgNなどの化合物を作成した。
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