2014 Fiscal Year Research-status Report
ピエゾ素子-エピタキシャル薄膜ハイブリッド電極を用いた全固体電池活性化過程の研究
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26410239
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
園山 範之 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50272696)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今西 誠之 三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (20223331)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | リチウム電池 / エピタキシャル薄膜 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では電圧印加で伸縮可能なピエゾ素子とリチウム電池材料エピタキシャル薄膜をハイブリッド化することにより、格子サイズ変化と電荷移動過程の活性化エネルギーの相関を明らかにすることを目標として研究を行った。その最初のステップとして単層剥離したマイカをガラス基板上に固定し、基板として用いてリチウム電池正極材料であるLiMn2O4エピタキシャル薄膜の作製を試みた。
単層剥離マイカ基板は以下の様にして作成した。人工マイカを10×10 mmサイズにカットし、メンディングテープを用いてマイカを剥離し、エタノールに浸漬させることにより単層マイカを遊離させた。得られた単層マイカを銀ペーストでガラス基板上に固定した。作製した基板のX線回折測定から、ガラス基板表面配置した単層マイカは、剥離前の構造を維持していることが確認した。
リチウム電池正極材料LiMn2O4エピタキシャル薄膜の作製はゾル－ゲル法を用いて行った。LiNO3, Mn(NO3)2・6H2Oを出発物質として用い、試料比率は金属イオン量比で、Li:Mn=1.05:2.0とした。2－プロパノールに出発物質と増粘剤ポリビニルピロリドンを加えゲル溶液を作製した。これを4500 rpmで回転している基板上に１分間滴下してスピンコートした。430℃で20分間乾燥後、700℃で５時間焼成した。
得られた薄膜の評価は薄膜用X線回折装置を用いて行った。LiMn2O4の111反射と222反射のみが観測された。このことより、単層剥離マイカ基板上に111配向したLiMn2O4エピタキシャル薄膜が得られていることが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は
1．ナノシート基板とリチウム電池材料エピタキシャル薄膜のハイブリッド化
2．人工的に格子サイズを変化させた時のリチウム（ディ）インターカレーション特性の評価
3．固体電解質、負極材料の積層によるエピタキシャル薄膜型全固体電池の作製
の３つの段階を予定している。本年度の研究はそのうちの第一段階に当たるため、ほぼ当初の予定通りである。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、以下の様な研究を計画している。
1．ナノシート基板上に作製したリチウム電池材料エピタキシャル薄膜の詳細な電気化学特性評価
2．ナノシート基板の特性を人工的に変化させた際の薄膜の電気化学特性の評価
3．ナノシート基板上への全固体電池作製
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| Causes of Carryover |
本年度はマイカ剥離基板へのリチウム電池正極材料エピタキシャル薄膜作製を集中して行ったため、電気化学特性評価のための予算を使用しなかった。来年度以降電気化学特性評価を行う予定である。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
電気化学特性評価のためのセル、基板、消耗品を購入予定。
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