2012 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
| Project/Area Number |
22550167
|
|---|
| Research Institution | Hosei University |
|---|
Principal Investigator |
栗山 一男 法政大学, 理工学部, 教授 (20125082)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
串田 一雅 大阪教育大学, 教育学部, 准教授 (80372639)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2010-04-01 – 2013-03-31
|
| 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 / 透過型電子顕微鏡観察 / 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 |
|---|
| Research Abstract |
１．シリコン基板埋め込み300×300μｍ2単一全固体型リチウム２次電池の形成と特性評価 昨年度に引き続き、固体電解質をPoly Methyl Methacrylate（PMMA）に絞り込み、シリコン基板に深さ2μｍ、面積300×300μｍ2サイズの溝を形成した。ゾルゲル・スピンコ―ティング法により、正極及び固体電解質を埋め込み、負極にリチウム金属を使用しない「多結晶シリコン（負極）/LiPF4(10wt%)含有PMMA/ LiMn2O4（正極）」構造の全固体型リチウム２次電池を試作した。10ｐAの放電電流に対し、3.70 nAh/cm2の放電容量を得た。充放電電前後の多結晶シリコン負極を透過型電子顕微鏡で観察した。充電前に観察されたシリコン原子列が充放電を繰り返すことにより格子列に乱れが生じている様子を原子レベルで明らかにした。
２．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Li8SiN4を合成し、ラマン散乱測定からLiとSi原子の不規則構造を有し、光吸収及び光音響分光法から吸収端（バンドギャップ）が2.3 eVであることを明らかにした。5×5ｍｍ2の「リチウム（負極）/炭酸プロピレン＋LiClO4(1 mol/l)液体電解質/ Li8SiN4（正極）」構造のリチウム２次電池を試作した。約2.8Vの充電電圧を示し、放電電流10μAで66.7μAh/cm2の放電容量であった。さらに、他の正極材料として、LiV0.5Mn0.5N4を作成し、VとMnの不規則構造を有し、1.1 eVのバンドギャップを有することを明らかにした。
３．新しい電池埋め込み基板としての透明導電性電極としてのZnOの基礎物性評価 新しい試みとして、シリコン基板に替わるZnO単結晶を取り上げ、不純物元素をGeイオン注入することにより透明導電性を実現した。また、導電性の起源を考察した。
|
| Current Status of Research Progress |
Reason
24年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
24年度が最終年度であるため、記入しない。
|
