電解還元法によるリチウム電池用正極材料のナノ構造制御

• 研究課題/領域番号: 18510111
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: マイクロ・ナノデバイス
• 研究機関: 奈良工業高等専門学校
• 研究代表者: 片倉 勝己 奈良工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (80169466)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 4,250千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 750千円); 2008年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2007年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2006年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: マンガン酸リウチム / 電解還元沈降法 / リチウムイオン二次電池 / ナノ構造 / スピネルマンガン酸リチウム / 電気化学QCM / 微細形状制御

研究概要

電解還元沈降法によって生成した水酸化マンガンを前駆体とするスピネルマンガン酸リチウムの微細形状制御に関する基礎的な検討をおい、以下の知見を得た。
(1) 水酸化マンガン生成に及ぼす電気化学パラメータの影響を検討したところ、生成機構がマンガンの物質輸送と核生成支配モデルを用いて説明できることが確認でき、直径が1μm以下から数μm以上の円盤状結晶や極めて大きなアモルファスが得ることに成功した。
(2) (1)で得られたマンガン系水酸化物から合成されたマンガン酸リチウムは、電析時の微細形状をほぼ保っていることが確認され、既存法で作製したリチウム含有マンガン系酸化物電極に比べて高いレート特性を有することが分かった

研究成果

• [雑誌論文] Preparation of the electrochemically formed spinel-lithium manganese oxides (2009)
  • 著者名/発表者名: Katsumi Katakura,K.Wada,Y.Kajiki, A.Yamamoto and Z. Ogumi
  • 雑誌名: Journal of Power Sources 189 ページ: 240-247
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of the electrochemically formed spinel-lithium manganese oxides (2009)
  • 著者名/発表者名: Katsumi Katakura, K. Wada, Y. Kajiki, A. Yamamoto, Z. Ogumi
  • 雑誌名: Journal of Power Sources 189 ページ: 240-247
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Model Study for Oxygen Reduction Reaction and Durability of Pt/C Catalyst in Triple-Phase Boundary of PEFCs (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Hirai, K.Katakura
  • 雑誌名: ECS Transactions 11(1) ページ: 809-818
• [雑誌論文] A Model Study for Oxygen Reduction Reaction and Durability of Pt/C Catalyst in Triple-Phase Boundary of PEFCs (2007)
  • 著者名/発表者名: T. Hirai, K. Katakura, et. al. (4)
  • 雑誌名: ECS Transactions 11(1) ページ: 809-818
• [学会発表] The Electrochemical Precipitation of Size Controlled Mn(OH)_2 and Their Application to Li Ion Batteries (2008)
  • 著者名/発表者名: K.Wada,Y.Kajiki,K.Katakura, T.Fukutsuka,Y. Uchimoto and Z. Ogumi
  • 学会等名: 214th Electrochemical Society Meeting
  • 発表場所: Honolulu,HAWAI,USA
  • 年月日: 2008-10-15
• [学会発表] The Electrochemical Precipitation of Size Controlled Mn(OH)2 and Their Application to Li lon Batteries (2008)
  • 著者名/発表者名: K. Wada, Y. Kaiiki, K. Katakura, T. Fukutsuka, Y. Uchimoto, Z. Ogumi
  • 学会等名: 214th Electrochemical Society Meeting
  • 発表場所: Honolulu, HAWAI, USA
  • 年月日: 2008-10-15
• [学会発表] Preparation of the electrochemically formed spinel-lithium manganese oxides (2008)
  • 著者名/発表者名: Katsumi Katakura,K.Wada,Y.Kajiki, A.Yamamoto and Z. Ogumi
  • 学会等名: 14th International Meeting on Lithium Battery
  • 発表場所: TEDA, Tianjin, CHINA
  • 年月日: 2008-06-22
• [学会発表] Preparation of the Electrochemically-Formed Spinel Lithium Manganese Oxides (2008)
  • 著者名/発表者名: K Katakura, K Wada, Y. Kaiiki, A. Yamamoto, Z. Ogumi
  • 学会等名: 14th International Meeting on Lithium Battery
  • 発表場所: TEDA, Tianjin, CHINA
  • 年月日: 2008-06-22
• [学会発表] PEFC三相界面での酸素還元反応の三次電流分布解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 厳本 朋哉、片倉 勝己(他8名)
  • 学会等名: 電気化学会第75回大会
  • 発表場所: 甲府
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] 電解沈降水酸化マンガンを出発物質としたリチウム二次電池正極材料の合成 (2008)
  • 著者名/発表者名: 梶木 良之、片倉 勝己(他2名)
  • 学会等名: 電気化学会第75回大会
  • 発表場所: 甲府
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] 電解沈殿法による水酸化マンガンの合成とその粒子径制御 (2008)
  • 著者名/発表者名: 和田 好平、片倉 勝己(他2名)
  • 学会等名: 電気化学会第75回大会
  • 発表場所: 甲府
  • 年月日: 2008-03-29
• [学会発表] 部分的に浸漬したNafion被覆Pt/C触媒担持電極における3次電流分布解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 松尾 祐嗣、片倉 勝己(他6名)
  • 学会等名: 第48回電池討論会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2007-11-14
• [学会発表] PEFC三相界面モデルにおけるPt/C触媒の安定性-モデル領域での触媒劣化とその理論的考察- (2007)
  • 著者名/発表者名: 平井 智昭、片倉 勝己(他5名)
  • 学会等名: 第48回電池討論会
  • 発表場所: 福岡
  • 年月日: 2007-11-14