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焼成雰囲気がおりなす水蒸気アシスト接合の実証と二次電池用多孔質電極創製への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K17917
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 無機工業材料
研究機関大阪大学

研究代表者

小澤 隆弘  大阪大学, 接合科学研究所, 助教 (40734158)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード水蒸気 / 固相反応 / 熱分解 / 多孔体 / 接合 / 粒成長 / リチウムイオン二次電池 / 正極 / 二次電池 / 焼結 / 高電位正極 / マクロ孔
研究成果の概要

リチウムイオン二次電池の性能向上を目的に,水蒸気雰囲気下での粒子間接合や粒成長を利用して高安定化,高性能化に資する正極粒子の作製を試みた。スピネル型正極材料を対象とし,空気中および水蒸気中での固相合成を行った結果,粒成長が水蒸気中で大幅に加速され,結晶面の発達が認められた。また,良好なレート特性を示す正極粒子が水蒸気中で得られた。さらに,球状炭酸塩の熱分解反応への水蒸気導入によって,孔径が50 nmを超える特異な細孔構造を有する酸化物多孔質球状粒子が作製できた。本研究成果は,簡便な焼成工程における粒子の微構造制御に水蒸気が効果的に利用でき,材料特性の向上にも寄与できることを示している。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 5件) 図書 (1件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Low-temperature synthesis of LiNi0.5Mn1.5O4 grains using a water vapor-assisted solid-state reaction2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kozawa, Daiki Hirobe, Kunika Uehara, Makio Naito
    • 雑誌名

      Journal of Solid State Chemistry

      巻: 印刷中 ページ: 94-99

    • DOI

      10.1016/j.jssc.2018.04.020

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of macroporous Mn3O4 microspheres via thermal decomposition in water vapor2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kozawa
    • 雑誌名

      ChemistrySelect

      巻: 3 号: 5 ページ: 1419-1423

    • DOI

      10.1002/slct.201702983

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scalable synthesis of Sr3Al2(OH)12 hydrogarnet by wet milling and its thermal decomposition behavior2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kozawa, Yoshikazu Suzuki, Makio Naito
    • 雑誌名

      Materials Chemistry and Physics

      巻: 212 ページ: 245-251

    • DOI

      10.1016/j.matchemphys.2018.03.060

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth behavior of LiMn2O4 particles formed by solid-state reactions in air and water vapor2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kozawa, Kazumichi Yanagisawa, Takeshi Murakami, Makio Naito
    • 雑誌名

      Journal of Solid State Chemistry

      巻: 243 ページ: 241-246

    • DOI

      10.1016/j.jssc.2016.08.033

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Preparation of macroporous Mn3O4 microspheres using water vapor-assisted thermal decomposition2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kozawa
    • 学会等名
      6th International Solvothermal and Hydrothermal Association Conference
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Water vapor-assisted solid-state synthesis of LiNi0.5Mn1.5O4 high-voltage cathode for Li-ion batteries2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kozawa, Daiki Hirobe, Kunika Uehara, Makio Naito
    • 学会等名
      The 6th International Conference on the Characterization and Control of Interfaces for High Quality Advanced Materials and the 54th Summer Symposium on Powder Technology
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Water vapor-assisted solid-state synthesis and particle shape evolution of ceramic powders2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kozawa, Kazumichi Yanagisawa
    • 学会等名
      42nd International Conference and Exposition on Advanced Ceramics and Composites
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low-temperature synthesis of micron-sized LiNi0.5Mn1.5O4 particles by solid-state reaction in water vapor2018

    • 著者名/発表者名
      Daiki Hirobe, Takahiro Kozawa, Makio Naito
    • 学会等名
      42nd International Conference and Exposition on Advanced Ceramics and Composites
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水蒸気雰囲気下での熱分解による多孔質酸化マンガン球の作製2018

    • 著者名/発表者名
      小澤隆弘
    • 学会等名
      日本セラミックス協会2018年年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Accelerated solid-state synthesis and particle shape evolution of ceramic powders in water vapor environment2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kozawa, Kazumichi Yanagisawa
    • 学会等名
      International Symposium on Advanced Materials: Golden Era in Hydrothermal Research
    • 発表場所
      高知大学
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 水蒸気がアシストするLiNi0.5Mn1.5O4正極粒子の形態変化2017

    • 著者名/発表者名
      広部大樹,小澤隆弘,内藤牧男
    • 学会等名
      粉体工学会2017年度秋期研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 水蒸気雰囲気下での固相反応によるリチウムイオン電池用高電位正極材料の合成とその特性評価2017

    • 著者名/発表者名
      広部大樹,小澤隆弘,内藤牧男
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第30回秋季シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 水蒸気焼成による球状LiMn2O4粒子の低温粒成長2016

    • 著者名/発表者名
      小澤隆弘,村上猛,内藤牧男,柳澤和道
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第29回秋季シンポジウム
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [図書] Improvement of Lithium-Ion Battery Performances by Controlling Nanocomposite Structure (Nanoparticle Technology Handbook Third Edition, Chapter 28)2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Kozawa, Makio Naito
    • 総ページ数
      904
    • 出版者
      Elsevier
    • ISBN
      9780444641106
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] 大阪大学接合科学研究所

    • URL

      http://www.jwri.osaka-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [産業財産権] 多孔質球状酸化物粒子及びその製造方法2017

    • 発明者名
      小澤隆弘
    • 権利者名
      大阪大学
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2017-172776
    • 出願年月日
      2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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