| 研究課題/領域番号 |
13650896
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
無機工業化学
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| 研究機関 | 愛知工業大学 |
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研究代表者 |
中島 剛 愛知工業大学, 工学部, 教授 (50026233)
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| 研究分担者 |
大澤 善美 愛知工業大学, 工学部, 助教授 (80278225)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
3,700千円 (直接経費: 3,700千円)
2002年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
2001年度: 2,300千円 (直接経費: 2,300千円)
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| キーワード | 表面フッ素化 / 炭素電極 / 表面積 / 表面細孔構造 / CVI / リチウムイオン二次電池 / リチウムイオン電池 / 炭素負極 / CVD・CVI / 電解質溶液 |
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| 研究概要 |
1.フッ素化による石油コークスの表面構造の変化、フッ素化反応過程およびフッ素化石油コークスの電気化学的性質
石油コークスおよび1860℃、2300℃、2800℃で熱処理した石油コークスをフッ素ガス0.3気圧、150℃、200℃、300℃、2分間の条件でフッ素化したところ、未処理石油コークスはフッ素化が進み易いが、1860℃、2300℃熱処理石油コークスでは表面積が幾分減少し、2800℃熱処理石油コークスの場合は表面積が増加した。同時に直径5〜15nmの範囲でメソ孔の増加が見られた。室温、380℃、515℃における黒鉛のフッ素化過程をX線回折、ラマン分光法等で調べることにより、最初sp^2炭素のフッ素層間化合物の相が生成し、これがsp^3結合の炭素-フッ素共有結合へ変化することが明らかとなり、表面フッ素化過程が解明された。1M LiClO_4-EC/DEC(エチレンカーボネート/ジエチルカーボネート)中における定電流充放電では表面フッ素化により10%に達する容量増加が見られた。とくに注目すべき点は初期クーロン効率が5〜10%増加したことで、フッ素化による炭素表面の不活性化に加えて表面積が増加しなかったことによると考えられる。
2.CVIによる炭素電極の高機能化
ろ紙炭素化物を基質として、プロパン+水素ガス系から950℃で熱分解炭素をCVI法によって充填した。析出した熱分解炭素はもとのろ紙炭素化物よりはるかに結晶性が高く、熱分解炭素のコーティングにより表面積が大きく減少した。上記と同じ電解質溶液を用いて電極特性を調べたところ、初期クーロン効率が10〜15%増加した。表面積の小さい高結晶性炭素がコーティングされたことが理由と考えられる。
3.フッ化物による黒鉛電極の高機能化
電解質溶液中に含フッ素エーテル、含フッ素エステルを少量添加することにより、0℃〜-10℃における黒鉛電極の充放電容量を増加させることができた。
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