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1次元水素化マグネシウムナノファイバーによる高性能リチウムイオン電池の開発

研究課題

研究課題/領域番号 12F02385
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分外国
研究分野 エネルギー学
研究機関北海道大学

研究代表者

秋山 友宏  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50175808)

研究分担者 ZHU Chunyu  北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 外国人特別研究員
ZHU Chunyu  北海道大学, 大学院工学研究院, 外国人特別研究員
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
2,400千円 (直接経費: 2,400千円)
2014年度: 100千円 (直接経費: 100千円)
2013年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2012年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードリチウムイオン電池 / MgH2 / 水素化マグネシウム / ナノファイバー / 負極材 / 正極材
研究実績の概要

1.高圧水素反応装置を使用し、VS(蒸気から固体結晶を作るvapor-solid法)手法によるMgH2ナノファイバーを合成した。合成したMgH2ナノファイバーを用いて、導電カーボンやバインダーと混合し、圧延法により、MgH2電極の作製を試みた。得られた電極をSwagelok-cellにより、その電極特性を評価した。
2.遷移金属酸化物は、例えば酸化鉄、酸化コバルト、酸化マンガン等、水素化物と同様なコンバージョン反応により、リチウムイオン電池の負極材へ適用される。コンバージョン反応メカニズムを深く理解するために、酸化物と水素化物をリチウムイオン電池負極材としての比較実験を実施した。こちらの酸化物負極材の性能の向上には、ナノ構造化や炭素との複合化が必要となる。液体燃焼合成等の手法を利用し、様様な酸化物ナノ構造体や複合体の合成を試みた。
3.最終目的であるMgH2負極材を用いたリチウムイオン電池フルセルを作成するため、LiMn2O4、LiNi0.5Mn1.5O4等の正極材の合成を試みた。その正極材の特性を評価し、得られた結果を取りまとめ学会や専門雑誌で発表した。

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] Microencapsulation of Metal-based Phase Change Material for High-temperature Thermal Energy Storage2015

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Nomura, Chunyu Zhu, Nan Sheng, Genki Saito, Tomohiro Akiyama
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1 ページ: 9117-9117

    • DOI

      10.1038/srep09117

    • NAID

      120005602513

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Glycine/sucrose-based solution combustion synthesis of high-purity LiMn2O4 with improved yield as cathode materials for lithium-ion batteries2015

    • 著者名/発表者名
      Cheng-Gong Han, Chunyu Zhu, Genki Saito, Tomohiro Akiyama
    • 雑誌名

      Advanced Powder Technology

      巻: In press 号: 2 ページ: 665-671

    • DOI

      10.1016/j.apt.2015.01.019

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A facile solution combustion synthesis of nanosized amorphous iron oxide incorporated in a carbon matrix for use as a high-performance lithium ion battery anode material2015

    • 著者名/発表者名
      Chunyu Zhu, Genki Saito, Tomohiro Akiyama
    • 雑誌名

      Journal of Alloys and Compounds

      巻: 633(0) ページ: 424-429

    • NAID

      120005602525

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Designed synthesis of LiNi0.5Mn1.5O4 hollow microspheres with superior electrochemical properties as high-voltage cathode materials for lithium-ion batteries2014

    • 著者名/発表者名
      Chunyu Zhu and Tomohiro Akiyama
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 4(20) ページ: 10151-10156

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Optimized conditions for glycine-nitrate-based solution combustion synthesis of LiNi0.5Mn1.5O4 as a high-voltage cathode material for lithium-ion batteries2014

    • 著者名/発表者名
      Chunyu Zhu and Tomohiro Akiyama
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta

      巻: 127(0) ページ: 290-298

    • NAID

      120005476095

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Designed synthesis of LiNi_0.5Mn_1.5O_4 hollow microspheres with superior electrochemical properties as high-voltage cathode materials for lithium-ion batteries2014

    • 著者名/発表者名
      C. Zhu, T. Akiyama
    • 雑誌名

      RSC Advances

      巻: 4(20) 号: 20 ページ: 10151-10156

    • DOI

      10.1039/c3ra47193d

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A new CaCO_3-template method to synthesize nanoporous manganese oxide hollow structures and their transformation to high-performance LiMn_2O_4 cathodes for lithium-ion batteries2013

    • 著者名/発表者名
      C. Zhu, G. Saito, T. Akiyama
    • 雑誌名

      J. Mater. Chem. A

      巻: 1 号: 24 ページ: 7077-7082

    • DOI

      10.1039/c3ta11066d

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Synthesis and characterization of high-voltage LiNi_<0.5>Mn_<1.5>O_4 cathode material for Li-ion battery2013

    • 著者名/発表者名
      ZHU Chunyu
    • 学会等名
      日本金属学会
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都)
    • 年月日
      2013-03-27
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Enhanced H_2 sorption kinetics for MgH_2 nanofibers by the formation of zebra-strined structure on the fibers.2013

    • 著者名/発表者名
      C. Zhu, T. Akiyama
    • 学会等名
      3rd NANO TODAY CONFERENCE
    • 発表場所
      Biopolis (Singapore)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Controlled synthesis of MgH_2 nanofibers via a vapor-solid process and their enhanced H_2 storage properties2013

    • 著者名/発表者名
      C. Zhu, T. Akiyama
    • 学会等名
      5th World Hydrogen Technologies Convention (WHTC2013)
    • 発表場所
      SECES (Shanghai,China)
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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