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2015 Fiscal Year Annual Research Report

新次元フラックスの探求

Research Project

Project/Area Number 26630331
Research InstitutionShinshu University

Principal Investigator

手嶋 勝弥  信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (00402131)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 是津 信行  信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (10432519)
我田 元  信州大学, 学術研究院工学系, 助教 (40633722)
Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywordsフラックス / 結晶育成 / 機能性複合材料 / 蓄電池 / 活物質
Outline of Annual Research Achievements

新次元フラックスを実現するためには,溶媒と材料機能化の両側面からのアプローチが不可避である。本研究では,平成26年度は萌芽研究の基盤技術確立と位置づけ,ガラスフラックス中で酸化物結晶粒子を育成し,本研究の妥当性を証明した。特に,バックキャストにより設定したLIB用活物質/固体電解質をモデル材料(複合体)に据え,出口を見据えた研究を推進した。平成27年度は,上述の課題を深化させることに注力し,LIB性能向上を実現するための結晶育成や評価手法を詳細に調べた。さらに得られた成果をもとに,高性能光触媒複合体の作製なども試みた。最終的には,新次元フラックス中での結晶成長様式を理解し,それをデザインするための指針を提案することを目指した。このように本研究では,高機能(新機能)をもつ高次元複合材料をきわめて単純に合成する『産業化の視点に立ったマテリアル&プロセスイノベーション』の構築に挑んだ。
具体的には,Li3BO3単独あるいはLi3BO3-Li4SiO4混合物をフラックスとして用い,LIB正極活物質として知られる自形の発達したLiCoO2結晶粒子を育成することに成功した。LiCoO2結晶粒子とガラスフラックスはとても良好な界面を形成するとともに,優れたLIB性能を発現することがわかった。さらに,正極活物質のLiMn2O4結晶粒子や負極活物質のLi4Ti5O12結晶粒子,あるいは固体電解質のLi5La3Nb2O12結晶粒子やLi7La5Zr2O12結晶粒子のガラスフラックス育成にも成功した。これらの材料をガラスフラックス法で育成することでリチウム欠損を防ぐことができ,製造プロセスも簡略化できることが大きな特長である。

  • Research Products

    (7 results)

All 2016 2015 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (4 results) (of which Invited: 2 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Defect formation energy in spinel LiNi0.5Mn1.5O4-x using ab initio DFT calculations2015

    • Author(s)
      Hiromasa Shiiba, Nobuyuki Zettsu, Masanobu Nakayama, Katsuya Teshima
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 19 Pages: 9117-9124

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.5b01661

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Unique growth manner of Li5La3Ta2O12 crystals from lithium hydroxide flux at low temperature2015

    • Author(s)
      Xiong Xiao, Hajime Wagata, Fumitaka Hayashi, Hitoshi Onodera, Kunio Yubuta, Nobuyuki Zettsu, Shuji Oishi, Katsuya Teshima
    • Journal Title

      Crystal Growth & Design

      Volume: 15 Pages: 4863-4868

    • DOI

      10.1021/acs.cgd.5b00672

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] フラックス法による環境・エネルギーデバイス用結晶粒子・結晶薄膜の創成2016

    • Author(s)
      手嶋勝弥,是津信行
    • Organizer
      資源・素材学会平成28(2016)年度春季大会
    • Place of Presentation
      東京大学
    • Year and Date
      2016-03-28
    • Invited
  • [Presentation] 混合固体電解質結晶複合体Li6.75La3Zr1.75Nb0.25O12-Li3BO3のガラスフラックス育成とその電気化学特性2016

    • Author(s)
      金子咲南,小野寺仁志,山田哲也,是津信行,手嶋勝弥
    • Organizer
      日本セラミックス協会2016年年会
    • Place of Presentation
      早稲田大学
    • Year and Date
      2016-03-16
  • [Presentation] ガラスフラックス法による電池材料単結晶育成と全固体電池特性評価2015

    • Author(s)
      是津信行,小野寺仁志,宮越達也,金子咲南,山田哲也,手嶋勝弥
    • Organizer
      2015年電気化学秋季大会
    • Place of Presentation
      埼玉工業大学
    • Year and Date
      2015-09-12
  • [Presentation] 超イオン伝導パスを拓く階層構造による結晶相界面デザインの全固体電池への応用2015

    • Author(s)
      手嶋勝弥,是津信行
    • Organizer
      第17回化学電池材料研究会ミーティング
    • Place of Presentation
      日本化学会館(東京都千代田区)
    • Year and Date
      2015-06-16
    • Invited
  • [Remarks] 信州大学・手嶋研究室

    • URL

      http://www.kankyo.shinshu-u.ac.jp/~teshimalab/

URL: 

Published: 2017-01-06  

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