| 研究課題/領域番号 |
18H02060
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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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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| 審査区分 |
小区分36010:無機物質および無機材料化学関連
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| 研究機関 | 長崎大学 |
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研究代表者 |
森口 勇 長崎大学, 工学研究科, 教授 (40210158)
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| 研究分担者 |
瓜田 幸幾 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (40567666)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
2019年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2018年度: 7,670千円 (直接経費: 5,900千円、間接経費: 1,770千円)
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| キーワード | Liイオン電池 / Naイオン電池 / 全固体電池 / ナノ多孔カーボン / ナノ複合体 / リン / 多孔カーボン / カーボンナノチューブ / リチウムイオン電池 / ナノ複合材料 / 酸化スズ / 拘束圧 / 合金・脱合金反応 / スズ / コンバージョン反応 / 硫化スズ |
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| 研究成果の概要 |
多孔性カーボン細孔内にSnS2やPを析出させ，LiやNa塩有機電解液中での高い充放電容量の発現やサイクル安定性の向上に成功した。カーボンナノチューブへの赤リンの導入では，超高圧条件で生成する黒リンが細孔内に常圧条件で生成するという特異的な結果を得た。また階層ナノ構造を有する金属硫化物・カーボン複合体を合成し，優れた充放電特性の発現を見出した。
一方，SnO2担持ナノ多孔カーボンを全固体電池電極へ応用し，固体電解質が細孔内に存在しないにもかかわらず安定な充放電が観測され，構造最適化により有機電解液系より高容量で，高レート特性を示すことも突き止めた。また，拘束圧低減も可能にした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
蓄電池の市場拡大に伴い，高エネルギー密度化や高出力化，長寿命化の性能向上，さらには安全性の向上や低コスト化が要求されている。既往のLiイオンのインターカレーションや挿入・脱離反応系を凌駕する高容量を安定に発現できる新しい反応系の開発が必要であり，また，有機電解液を不燃性の無機固体電解質に置き換えた全固体電池系での高容量かつサイクル安定性に優れる電極材料開発が望まれている。本研究の成果は，安定な高容量反応を実現する新材料を開発し，またLiイオン電池にとどまらずNaイオン電池電極材料としての機能発現も手掛け，また安定な全固体電池電極開発の新しいアプローチを提案しており，その意義は極めて大きい。
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