リチウムイオン二次電池炭素負極材料用炭素小球体の作製

• 研究課題/領域番号: 23560809
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 群馬工業高等専門学校
• 研究代表者: 太田 道也 群馬工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (40168951)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• 研究課題ステータス: 完了 (2013年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2013年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円); 2012年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2011年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: リチウムイオン二次電池用炭素負極材 / 炭素小球体 / 粒子径制御 / 急速充電 / 放電容量 / 細孔 / 比容量 / レート特性 / 樹脂小球体 / コイン型セル / 放電曲線 / 結晶構造 / 細孔構造 / リチウムイオン二次電池炭素負極材 / クーロン効率 / ガス吸着 / サイクリックボルタモグラム

研究概要

ピレンを原料とした低重合度熱硬化性樹脂をポリエチレングリコールと酸触媒の存在下で加熱撹拌すると、表面から内部に向かって開孔が存在し、メソ孔からミクロ孔までの細孔を有し粒径が1～2μm程度の多孔質樹脂小球体が得られることを見出した。これを1000℃～2500℃で加熱処理して開孔と細孔、結晶構造の異なる炭素小球体を調製した後コイン型セルを作製して二次電池としての電気化学特性を評価した。
その結果、100～2000 mA/gの電流密度で測定した比容量は、黒鉛では10％にまで急速に減少したのに対して、本試料47％までの低下にとどまり急速充電が可能であることと、高容量化が可能であるとの成果を得た。

研究成果

• [雑誌論文] Constituents of Twig Bark of Pear Cultivars (Pyrus species) (2012)
  • 著者名/発表者名: Hideyuki Tomosaka, Hideaki Tamimoto, Yuki Tsukagoshi, Yasutsugu Suzuki, Hisako Ooka, and Michiya Ota
  • 雑誌名: Natural Product Communications 巻: Vol. 7 ページ: 987-988
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of Carbon Microspheres for Electric Double Layer Capacitor (2012)
  • 著者名/発表者名: Michiya Ota, Daiki Sakurai, Maki Sato, Takahiro Shimizu, Yoshihiro Takizawa, Takeo Ote, Osamu Tanaike, Masaya Kodama
  • 雑誌名: Polymeric Materials : Science & Engineering 巻: vol. 160 ページ: 363-364
• [雑誌論文] Thermoelectrical properties of CNT/C Composites (2012)
  • 著者名/発表者名: Michiya Ota, Kazunari Teshima, Ryohei Miyamae, Kazuya Isomoto, Rika Matsumoto
  • 雑誌名: Polymeric Materials : Science & Engineering 巻: vol. 160 ページ: 403-404
• [雑誌論文] Preparation of Carbon Microspheres for Electric Double Layer Capacitor (2012)
  • 著者名/発表者名: Michiya Ota, Daiki Sakurai, Maki Sato, Takahiro Shimizu, Yoshihiro Takizawa, Takeo Ote, Osamu Tanaike, and Masaya Kodama
  • 雑誌名: Proceedings of the ACS Division of Polymeric Materials: Science & Engineering 巻: 106 ページ: 354-354
• [雑誌論文] Thermoelectrical Properties of CNT/C Composites (2012)
  • 著者名/発表者名: Michiya Ota, Kazunari Teshima, Ryohei Miyamae, Kazuya Isomoto, Rika Matsumoto
  • 雑誌名: Proceedings of the ACS Division of Polymeric Materials: Science & Engineering 巻: 106 ページ: 363-363
• [学会発表] Thermoelectric properties of metal-fiiled CNT/C composites (2014)
  • 著者名/発表者名: Michiya Ota, Kenta Suzuki, Motoi Ikeda, Kazunari Teshima, Rika Matsumoto
  • 学会等名: 247th American Chemical Society National Meeting & Exposition, Dallas, Texas, Result Content View, Poly 404
  • 年月日: 2014-03-18
• [学会発表] Preparation and thermoelectric properties of an oriented-CNT/polymer composite (2014)
  • 著者名/発表者名: Michiya Ota, Motoi Ikeda, Kisho Nakamura, Kenta Suzuki, Kazunari Teshima, Ryohei Miyamae
  • 学会等名: 247th American Chemical Society National Meeting & Exposition, Dallas, Texas, Result Content View, Poly 405
  • 年月日: 2014-03-18
• [学会発表] Particle size control of porous carbon micro- spheres with thermosetting resin (2014)
  • 著者名/発表者名: Michiya Ota, Takuma Ishibashi, Daiki Sakurai, Maki Sato, Yoshihiro Takizawa, Kiyoaki Imoto, Noriko Yoshizawa, Osamu Tanaike
  • 学会等名: 247th American Chemical Society National Meeting & Exposition, Dallas, Texas, Result Content View, Poly 436
  • 年月日: 2014-03-18
• [学会発表] Thermoelectric properties of metal-fiiled CNT/C composites (2014)
  • 著者名/発表者名: Michiya Ota, Kenta Suzuki, Motoi Ikeda, Kazunari Teshima, Rika Matsumoto
  • 学会等名: 247th American Chemical Society National Meeting & Exposition
  • 発表場所: Dallas Convention Center, Dallas, Texas
• [学会発表] Preparation and thermoelectric properties of a oriented-CNT/polymer composite (2014)
  • 著者名/発表者名: Michiya Ota, Motoi Ikeda, Kisho Nakamura, Kenta Suzuki, Kazunari Teshima, Ryohei Miyamae
  • 学会等名: 247th American Chemical Society National Meeting & Exposition
  • 発表場所: Dallas Convention Center, Dallas, Texas
• [学会発表] Particle size control of porous carbon microspheres with thermosetting resin (2014)
  • 著者名/発表者名: Michiya Ota, Takuma Ishibashi, Daiki Sakurai, Maki Sato, Yoshihiro Takizawa, Kiyoaki Imoto, Noriko Yoshizawa, Osamu Tanaike
  • 学会等名: 247th American Chemical Society National Meeting & Exposition
  • 発表場所: Dallas Convention Center, Dallas, Texas
• [学会発表] ピレン系COPNA樹脂を用いた多孔質炭素小球体のLiB特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石橋拓馬,太田道也,佐藤麻貴,櫻井大輝,吉澤徳子,棚池修,井元清明
  • 学会等名: 第40回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 京都教育文化センター
  • 年月日: 2013-12-03
• [学会発表] 金属充填CNTを用いたCNT/C複合体の熱電特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健汰,池田基,手島一成,太田道也,松本里香,尹聖昊
  • 学会等名: 第40回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 京都教育文化センター
  • 年月日: 2013-12-03
• [学会発表] 金属メッキCNTを用いた熱電変換材料の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村稀星,太田道也,池田基,鈴木健汰,松本里香
  • 学会等名: 第40回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 京都教育文化センター
  • 年月日: 2013-12-03
• [学会発表] ヘテロ元素ドープCNTを用いた熱電変換材料の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 池田基,宮前亮平,手島一成,鈴木健汰,中村稀星,太田道也
  • 学会等名: 第40回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 京都教育文化センター
  • 年月日: 2013-12-03
• [学会発表] ピレン系COPNA樹脂を用いた多孔質炭素小球体のLiB特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 石橋拓馬，太田道也，佐藤麻貴，櫻井大輝，吉澤徳子，棚池 修，井元清明
  • 学会等名: 第４０回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 京都教育文化センター
• [学会発表] 金属充填CNTを用いたCNT/C複合体の熱電特性 (2013)
  • 著者名/発表者名: 鈴木健汰，池田 基，手島一成，太田道也，松本里香，尹 聖昊
  • 学会等名: 第４０回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 京都教育文化センター
• [学会発表] 金属メッキCNTを用いた熱電変換材料の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 中村稀星，太田道也，池田 基，鈴木健汰，松本里香
  • 学会等名: 第４０回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 京都教育文化センター
• [学会発表] ヘテロ元素ドープCNTを用いた熱電変換材料の作製 (2013)
  • 著者名/発表者名: 池田 基，宮前亮平，手島一成，鈴木健汰，中村稀星，太田道也
  • 学会等名: 第４０回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 京都教育文化センター
• [学会発表] CNT繊維を配向した熱電変換シートの作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 太田道也、池田基,宮前亮平,手島一成,鈴木健汰
  • 学会等名: 第39回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 長野市生涯学習センター
  • 年月日: 2012-11-28
• [学会発表] ポリエーテルスルホン中空糸多孔質炭の調製と電気化学特性 (2012)
  • 著者名/発表者名: 太田道也,鈴木健汰,池田基,手島一成,櫻井大輝,小林高臣
  • 学会等名: 第39回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 長野市生涯学習センター
  • 年月日: 2012-11-28
• [学会発表] 粒径の小さい粒度分布をもつ炭素小球体の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 太田道也,石橋拓馬,櫻井大輝,佐藤麻貴,棚池修,児玉昌也,井元清明
  • 学会等名: 第39回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 長野市生涯学習センター
  • 年月日: 2012-11-28
• [学会発表] ピレン系COPNA樹脂を用いた多孔質炭素小球体の静電容量 (2012)
  • 著者名/発表者名: 太田道也、石橋拓馬、櫻井大輝、佐藤麻貴、棚池修、児玉昌也
  • 学会等名: 第50回の炭素材料夏季セミナー
  • 発表場所: 千葉市幕張
  • 年月日: 2012-08-27
• [学会発表] ポリエーテルスルホンを用いた中空糸炭の静電容量 (2012)
  • 著者名/発表者名: 太田道也、鈴木健汰、池田基、手島一成、櫻井大輝、小林高臣
  • 学会等名: 第50回の炭素材料夏季セミナー
  • 発表場所: 千葉市幕張
  • 年月日: 2012-08-27
• [学会発表] Preparation of carbon microspheres for electric double layer capacitor (2012)
  • 著者名/発表者名: Michiya Ota, Daiki Sakurai, Maki Sato, Takahiro Shimizu, Yoshihiro Takizawa, Takeo Ote, Osamu Tanaike, Masaya Kodama
  • 学会等名: American Chemical Society, Spring 2012 National Meeting
  • 発表場所: San Diego, California, USA
• [学会発表] Thermoelectrical properties of CNT/C composites (2012)
  • 著者名/発表者名: Michiya Ota, Kazunari Teshima, Ryohei Miyamae, Kazuya Isomoto, Rika Matsumoto
  • 学会等名: American Chemical Society, Spring 2012 National Meeting
  • 発表場所: San Diego, California, USA
• [学会発表] 炭素小球体のリチウムイオン二次電池負極への応用 (2011)
  • 著者名/発表者名: 太田道也、佐藤麻貴、清水孝浩、滝沢善洋、加藤正明、大手丈夫、棚池修、児玉昌也
  • 学会等名: 第38回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学豊田講堂
  • 年月日: 2011-11-29
• [学会発表] 鉄充填CNTを用いた複合材料の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 太田道也,手島一成,宮前亮平,磯本和也,松本里香
  • 学会等名: 第38回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学豊田講堂
  • 年月日: 2011-11-29
• [学会発表] CNTを用いた熱電変換材料の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 太田道也、池田基、宮前亮平、磯本和也、松本里香
  • 学会等名: 第38回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学豊田講堂
  • 年月日: 2011-11-29
• [学会発表] 多孔質炭素小球体の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 太田道也、櫻井大輝、佐藤麻貴、清水孝浩、滝沢善洋、加藤正明、大手丈夫、棚池修、児玉昌也
  • 学会等名: 第38回炭素材料学会年会
  • 年月日: 2011-11-29
• [学会発表] 低温プラズマ処理を施したガラス状炭素を用いた節電型電子源の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 加藤正明、松本聖誠、太田道也、大手丈夫、安田榮一
  • 学会等名: 第38回炭素材料学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学豊田講堂
  • 年月日: 2011-11-29
• [学会発表] CNTを用いた熱電変換材料の作製 (2011)
  • 著者名/発表者名: 太田道也、池田基、宮前亮平、磯本和也、松本里香
  • 学会等名: 第49回炭素材料夏季セミナー
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-08-29
• [学会発表] 高分子小球体の硬化反応と炭素化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 櫻井大輝、太田道也、佐藤麻貴、棚池修、児玉昌也
  • 学会等名: 第49回炭素材料学会夏季セミナー
  • 発表場所: 岡山大学
  • 年月日: 2011-08-29
• [学会発表] (2011)
  • 著者名/発表者名: 鈴木淳史,狩野貴史,加藤正明,太田道也,大手丈夫,安田榮一
  • 学会等名: 第58回応用物理学会学関係連合講演会
  • 年月日: 2011-03-27
• [学会発表] プラズマ処理圧力変化による微細針状構造のFE特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 狩野貴史,清水孝浩,加藤正明,太田道也,大手丈夫,安田榮一
  • 学会等名: 第58回応用物理学会学関係連合講演会
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] CNT繊維を配向した熱電変換シートの作製
  • 著者名/発表者名: 太田道也、池田 基，宮前亮平，手島一成，鈴木健汰
  • 学会等名: 第39回 炭素材料学会年会
  • 発表場所: 長野市生涯学習センター
• [学会発表] ポリエーテルスルホン中空糸多孔質炭の調製と電気化学特性
  • 著者名/発表者名: 太田道也，鈴木健汰，池田 基，手島一成，櫻井大輝，小林高臣
  • 学会等名: 第39回 炭素材料学会年会
  • 発表場所: 長野市生涯学習センター
• [学会発表] 粒径の小さい粒度分布をもつ炭素小球体の作製
  • 著者名/発表者名: 太田道也，石橋拓馬，櫻井大輝，佐藤麻貴，棚池 修，児玉昌也，井元清明
  • 学会等名: 第39回 炭素材料学会年会
  • 発表場所: 長野市生涯学習センター
• [学会発表] ポリエーテルスルホンを用いた中空糸炭の静電容量
  • 著者名/発表者名: 太田道也、鈴木健汰、池田基、手島一成、櫻井大輝、小林高臣
  • 学会等名: 第50 回の炭素材料夏季セミナー
  • 発表場所: 千葉市幕張
• [学会発表] ピレン系COPNA樹脂を用いた多孔質炭素小球体の静電容量
  • 著者名/発表者名: 太田道也、石橋拓馬、櫻井大輝、佐藤麻貴、棚池修、児玉昌也
  • 学会等名: 第50 回の炭素材料夏季セミナー
  • 発表場所: 千葉市幕張
• [学会発表] 炭素小球体のリチウムイオン二次電池負極への応用
  • 著者名/発表者名: 太田道也、佐藤麻貴・清水孝浩・滝沢善洋・加藤正明・大手丈夫・棚池修・児玉昌也
  • 学会等名: 第38回 炭素材料学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学豊田講堂
• [学会発表] 鉄充填CNT を用いた複合材料の作製
  • 著者名/発表者名: 太田道也、 手島一成・宮前亮平・磯本和也・松本里香
  • 学会等名: 第38回 炭素材料学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学豊田講堂
• [学会発表] CNT を用いた熱電変換材料の作製
  • 著者名/発表者名: 太田道也、 池田基・宮前亮平・磯本和也・松本里香
  • 学会等名: 第38回 炭素材料学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学豊田講堂
• [学会発表] 多孔質炭素小球体の作製
  • 著者名/発表者名: 太田道也、櫻井大輝・佐藤麻貴・清水孝浩・滝沢善洋・加藤正明・大手丈夫・棚池修・児玉昌也
  • 学会等名: 第38回 炭素材料学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学豊田講堂
• [学会発表] CNTを用いた熱電変換材料の作製
  • 著者名/発表者名: 太田道也、池田 基、宮前 亮平、磯本和也・松本里香
  • 学会等名: 第49回 炭素材料夏季セミナー
  • 発表場所: 岡山大学
• [図書] フィラーの配向制御技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 太田道也他
  • 出版者: S&T出版
• [図書] フィラーの配向制御技術 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山登正文, 鈴木達, 匹田政幸, 小迫雅裕, 末廣純也, 中山忠親, 間々田祥吾, 太田道也, 鈴木寛, 三村研史, 宮田建治, 阿尻雅文, 田中達也 , 桐谷乃輔, 竹内昌治 , 大矢剛嗣 , 小沢拓, 西川幸宏
  • 総ページ数: 173
  • 出版者: S&T出版