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リチウムイオン電池のためのコンポジット正極材の開発とそれらの電池特性解明

研究課題

研究課題/領域番号 22550169
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 機能材料・デバイス
研究機関独立行政法人物質・材料研究機構

研究代表者

小澤 清  独立行政法人物質・材料研究機構, 電池材料ユニット, 主席研究員 (90343855)

研究分担者 茂筑 高士  物質・材料研究機構, 超伝導物性ユニット, 主幹研究員 (20354293)
藤井 宏樹  物質・材料研究機構, 超伝導線材ユニット, 主幹研究員 (80354306)
研究期間 (年度) 2010-10-20 – 2013-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2011年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2010年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードリチウムイオン電池 / コンポジット正極材 / 固溶体化合物
研究概要

Li2MnO3-LiCoO2系のリチウムイオン電池における正極材特性、及び構造を調べた。充放電容量は、Co量を制御することで、150-300 mAhg-1の間で制御可能であった。構造もCo量に依存し、Co量の多い領域では菱面体晶構造(空間群: R-3m)、少ない領域では単斜晶構造(空間群: C2/m)をとる。充放電後の試料では、粒子表面でのLi原子のMnサイトへの挿入、及びスピネル構造(空間群: Fd-3m)の出現が観察された。これらに加え、Co添加量の多い固溶体では、菱面体晶構造(R-3m)構造の出現も確認された。これらの変化は充放電サイクル回数、充放電の上限電位と密接に関連していた。

報告書

(4件)
  • 2013 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 2010 実績報告書
  • 研究成果

    (32件)

すべて 2014 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (24件) (うち査読あり 24件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) 産業財産権 (2件) (うち外国 1件)

  • [雑誌論文] Capacity-Controllable Li-rich Cathode Materials for Lithiu-Ion Batteries2014

    • 著者名/発表者名
      Delai Ye, Kiyoshi Ozawa, Bei Wang, Denisa Hulicova-Jurcakova, Jin Zou, Chenghua Sun, and Lianzhou Wang
    • 雑誌名

      Nano Energy

      巻: (in print)

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tuning three-dimensional TiO_2 nanotube electrode to achieve high utilization of Ti substrate for lithium storage2014

    • 著者名/発表者名
      Zhi-Jia Zhang, Qing-Yi Zeng, Shu-Lei Chou, Xin-Jun Ki, Hui-Jun Li, Kiyoshi Ozawa, Hua-Kun Liu, and Jia-Zhao Wang
    • 雑誌名

      Electrochim. Acta

      巻: 133

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Interface Strain-Induced Multiferroicity of a SmFeO_3 Film2014

    • 著者名/発表者名
      Zhenxiang, Cheng, Fang Hong, Yuanxu Wang, Kiyoshi Ozawa, Hiroki Fujii, Hideo Kimura, Yi Du, Xiaolin Wang, and Shixue Dou
    • 雑誌名

      ACS Appl. Mater. Interfaces

      巻: 6 号: 10 ページ: 7356-7362

    • DOI

      10.1021/am500762c

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Hollow Structured Li_3VO_4 Wrapped with Graphene Nanosheets in Situ Prepared by a One-Pot Template-Free Method as an Anode for Lithium-Ion Batteries2013

    • 著者名/発表者名
      Yi Shi, Jia-Zhao Wang, Shu-Lei Chou, David Wexler, Hui-Jun Li, Kiyoshi Ozawa, Hua-Kun Liu, and Yu-Ping Wu
    • 雑誌名

      Nano Lett.

      巻: 13 号: 10 ページ: 4715-4720

    • DOI

      10.1021/nl402237u

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polypyrrole-coatedα-LiFeO_2 nanocomposite with enhanced electrochemical properties for lithium-ion batteries2013

    • 著者名/発表者名
      Zhi-jia Zhang, Jia-Zha Wang, Shu-Lei Chou, Hua-Kun Liu, Kiyoshi Ozawa, and Hui-jun Li
    • 雑誌名

      Electrochim. Acta

      巻: 108

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron diffraction and high-resolution electron microscopy studies on layered Li_<2-δ>(Mn_<1->xCo_x)_<1+δ>O_32013

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Fujii, Kiyoshi Ozawa, and Takashi Mochiku
    • 雑誌名

      J. Solid State Chem.

      巻: 203 ページ: 345-352

    • DOI

      10.1016/j.jssc.2013.04.043

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Band structure, magnetic, and transport properties of two dimentional compounds Sr_<2->xGd_xCoO_42013

    • 著者名/発表者名
      Q. W. Yao, X. L. Wang, H. Kimura, S. X. Dou, K. Konstantinov, Z. X. Cheng, F. Hong, H. Y. Zhao, H. Qiu, and K. Ozawa
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 113 号: 17

    • DOI

      10.1063/1.4799780

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electron diffraction and high-resolution electron microscopy studies on layered Li2-d(Mn1-xCox)1+dO32013

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Fujii, Kiyoshi Ozawa, and Takashi Mochiku
    • 雑誌名

      Journal of Solid State Chemistry

      巻: 203 ページ: 345-352

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Polypyrrole-coated a-LiFeO2 nanocomposite with enhanced electrochemical properties for lithium-ion batteries2013

    • 著者名/発表者名
      Zhi-jia Zhang, Jia-Zhao Wang, Shu-Lei Chou, Hua-Kun Liu, Kiyoshi Ozawa, and Hui-jun Li
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta

      巻: 108 ページ: 820-826

    • DOI

      10.1016/j.electacta.2013.06.130

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrode Properties of Li2MnO3 (C2/m) for a Lithium-Battery Cathode in Several Charge-Discharge Potential Ranges2013

    • 著者名/発表者名
      Yasuhiro Nakao, Kiyoshi Ozawa, Hiroki Fujii, Takashi Mochiku, Hideo Iwai, Yoshinori Tsuchiya, and Naoki Igawa
    • 雑誌名

      Trans. Mat. Res. Soc. Japan

      巻: 38 ページ: 229-233

    • NAID

      130005004220

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iron Doped Hexagonal ErMnO_3: Structural, Magnetic, and Dielectric Properties2012

    • 著者名/発表者名
      P. Liu, Z. X. Cheng, X. L. Wang, Y. Du, Z. W. Yu, S. X. Dou, H. Y. Zhao, K. Ozawa, and H. Kimura
    • 雑誌名

      J. Nanosci. Nanotechnol.

      巻: 12

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Density of states, magnetic and transport properties of Nd doped two dimensional perovskite compound Sr2CoO42012

    • 著者名/発表者名
      Q.W.Yao, H.Kimura, 他7名
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 111 号: 7

    • DOI

      10.1063/1.3672825

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Electrochemical Characteristics of Layered Li_<1.95> Mn_<0.9> Co_<0.15> O_3(C2/m) as a Lithium-Battery Cathode2012

    • 著者名/発表者名
      K. Ozawa, Y. Nakao. T. Mochiku, Z. Cheng, L. Wang, H. Iwai, Y. Tsuchiya, H. Fujii, N. Igawa
    • 雑誌名

      Journal of the Electrochemimcal Society

      巻: 159 号: 3 ページ: A300-A304

    • DOI

      10.1149/2.079203jes

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Iron Doped Hexagonal ErMnO3: Structural, Magnetic, and Dielectric Properties2012

    • 著者名/発表者名
      P. Liu
    • 雑誌名

      Journal of Nanoscience and Nanotechnology

      巻: 12 ページ: 1238-1241

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Exchange bias in multiferroic BiFeO3 and YMnO3 multilayers : One more parameter for magnetoelectric manipulation2011

    • 著者名/発表者名
      Z.X.Cheng, H.Y.Zhao, 他4名
    • 雑誌名

      Scripta Materialia

      巻: 65 号: 3 ページ: 249-252

    • DOI

      10.1016/j.scriptamat.2011.04.016

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical temperature and carbon substitution in MgB_2 prepared through the decomposition of Mg(BH)_22010

    • 著者名/発表者名
      H. Fujii and K. Ozawa
    • 雑誌名

      Supercond. Sci. Technol.

      巻: 23

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic properties of La doped Bi_2FeMnO_6 ceramic and film2010

    • 著者名/発表者名
      H. Y. Zhao, H. Kimura, Z. X. Cheng, X. L. Wang, K. Ozawa, and T. Nishida
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 108 号: 9

    • DOI

      10.1063/1.3503397

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrothermal Synthesis of Magadiite/Si-ZSM-11 composites2010

    • 著者名/発表者名
      K. Ozawa, R. Okada, Y. Nakao, T. Ogiwara, H. Itoh, and F. Iso
    • 雑誌名

      J. Am. Ceram. Soc.

      巻: 93 号: 12 ページ: 4022-4025

    • DOI

      10.1111/j.1551-2916.2010.04229.x

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic characterization of Bi_2FeMnO_6 film grown on (100) SrTiO_3 substrate2010

    • 著者名/発表者名
      H. Y. Zhao, H. Kimura, Z. X. Cheng, X. L. Wang, K. Ozawa, and T. Nishida
    • 雑誌名

      Phys. Status Solidi PPL

      巻: 4 号: 11 ページ: 314-316

    • DOI

      10.1002/pssr.201004337

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Effect of temperature and concentration of solution in chemical treatment for MgB_2 powder on the J_c-B property of ex situ processed MgB_2 superconducting tapes2010

    • 著者名/発表者名
      H. Fujii and K. Ozawa
    • 雑誌名

      Physica C

      巻: 470 号: 5-6 ページ: 326-330

    • DOI

      10.1016/j.physc.2010.01.065

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A novel multiferroic system : Rare earth chromates2010

    • 著者名/発表者名
      Z. X. Cheng, X. L. Wang, S. X. Dou, H. Kimura, and K. Ozawa
    • 雑誌名

      J. Appl. Phys.

      巻: 107 号: 9

    • DOI

      10.1063/1.3360358

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hydrothermal Synthesis of Magadiite/Si-ZSM-11 Composites2010

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Ozawa
    • 雑誌名

      Journal of the American Ceramic Society

      巻: 93 ページ: 4022-4025

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Critical temperature and carbon substitution in MgB_2 prepared through the decomposition of Mg(BH_4)_22010

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Fujii
    • 雑誌名

      Superconductor Science & Technology

      巻: 23

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic properties of La doped Bi2FeMnO6 ceramic and film2010

    • 著者名/発表者名
      Hongyang Zhao
    • 雑誌名

      Journal of Applied Physics

      巻: 108

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Structural Variation of Li_2MnO_3 (C2/m) in Several Charge-Discharge Potential Ranges2014

    • 著者名/発表者名
      K. Ozawa, Y. Nakao, Y. Nemoto, H. Fujii, T. Mochiku, Y. Tsuchiya, and N. Igawa
    • 学会等名
      Asia-Pacific Conference on Electrochemical Energy Storage
    • 発表場所
      Brisbane Convention Centre,オーストラリア
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Structural Variation of Li2MnO3 (C2/m) in Several Charge-Discharge Potential Ranges2014

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Ozawa, Yasuhiro Nakao, Yoshihiro Nemoto, Hiroki Fijii, Takashi Mochiku, Yoshinori Tsuchiya, and Naoki Igawa
    • 学会等名
      APEnergy 2014
    • 発表場所
      Brisbane Convention Centre (Brisbane, Australia)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Electrode Properties of Layered Li_<(2->x/2)Mn_<(1->x)Co_3x/2O_3 (x = 0–0.9)2012

    • 著者名/発表者名
      K. Ozawa, Y. Nakao, T. Mochiku, Y. Tsuchiya, H. Iwai, and H. Fujii
    • 学会等名
      IUMRS-ICEM2012
    • 発表場所
      パシフィコ横浜、横浜
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Synthesis and Electrochemical Properties of New Types of Manganese-Based Layered Materials as a Lithium-Battery Cathode2012

    • 著者名/発表者名
      K. Ozawa, Y. Nakao, T. Mochiku, Z. X. Cheng, L. Z. Wang, H. Iwai, and H. Fujii
    • 学会等名
      ACMM22/APMC10/ICONN2012
    • 発表場所
      Perth Convention Centre,オーストラリア
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Electrochemical performances of manganese-based layered materials as a cathode for rechargeable lithium batteries2011

    • 著者名/発表者名
      Kiyoshi Ozawa
    • 学会等名
      2^<nd> International forum on green energy & electronic materials, and their applications
    • 発表場所
      University of Wollongong(オーストラリア)
    • 年月日
      2011-03-28
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Preparation and Electrochemical Properties of Co-doped Li_xMnO_3 (C2/m) as a Lithium-Battery Cathode2011

    • 著者名/発表者名
      K. Ozawa, Y. Kobayashi, T. Kawashima, and F. Iso
    • 学会等名
      International Conference of Electroceramics (ICE-2011)
    • 発表場所
      University of South Wales,オーストラリア
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [産業財産権] リチウム二次電池正極材化合物、その製造方法及び充放電プロセス2011

    • 発明者名
      小澤 清、茂筑高士、藤井宏樹
    • 権利者名
      独立行政法人物質・材料研究機構
    • 産業財産権種類
      特許
    • 出願年月日
      2011-02-24
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 外国
  • [産業財産権] リチウム二次電池正極材化合物、その製造方法及び充放電プロセス2011

    • 発明者名
      小澤清, 茂筑高士, 藤井宏樹
    • 権利者名
      物質・材料研究機構
    • 産業財産権番号
      2011-038420
    • 出願年月日
      2011-02-24
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書

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公開日: 2010-11-30   更新日: 2019-07-29  

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