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計算化学とガスデポジション法に基づくケイ素系多元負極材料の創出

研究課題

研究課題/領域番号 25620195
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 デバイス関連化学
研究機関鳥取大学

研究代表者

坂口 裕樹  鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (00202086)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015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)
2015年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2013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電池 / 第一原理計算 / ガスデポジション / 遷移金属シリサイド / リチウム二次電池 / 計算化学 / ケイ素系合金
研究成果の概要

次世代リチウム二次電池の高容量ケイ素負極の欠点である乏しいサイクル寿命を克服するため,Siを遷移金属シリサイド(LaNixSi2-x)とコンポジット化させた活物質からなる電極を作製し,その負極性能を調べた.LaSi2にNiを固溶させることで,高い電流密度において高速充放電性能が向上することがわかった.第一原理計算を用いてシリサイド中のLi拡散の挙動を解析した結果,Niの固溶によりLi拡散に要する活性化エネルギーが約0.1 eV低減されることがわかった.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2016 2015 2014

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Influence of mechanical grinding on lithium insertion and extraction properties of iron silicide/silicon composites2014

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Usui, Kazuma Nouno, Yuya Takemoto, Kengo Nakada, Akira Ishii, Hiroki Sakaguchi
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources

      巻: 268 ページ: 848-852

    • DOI

      10.1016/j.jpowsour.2014.06.105

    • NAID

      120005895958

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] リンをドープしたケイ素からなる負極の反応挙動の解明2016

    • 著者名/発表者名
      道見康弘,柿本雄太,清水雅裕,薄井洋行,青木菜々,近藤敏啓,坂口裕樹
    • 学会等名
      2016年電気化学会第83回大会,1T27
    • 発表場所
      大阪大学 吹田キャンパス
    • 年月日
      2016-03-29
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ナトリウム貯蔵性無機化合物の創製と二次電池負極特性2016

    • 著者名/発表者名
      坂口裕樹
    • 学会等名
      触媒・電池元素戦略研究拠点 第8回公開シンポジウム
    • 発表場所
      京都大学 桂キャンパス 船井哲良記念講堂国際連携ホール
    • 年月日
      2016-03-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 次世代リチウムイオン電池用ケイ素コンポジット負極の創製2015

    • 著者名/発表者名
      坂口裕樹
    • 学会等名
      第26回東海地区光電気化学研究会・2015年東海地区ヤングエレクトロケミスト研究会合同講演会
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2015-09-25
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 二種類の遷移金属シリサイドとケイ素からなるコンポジット電極のリチウム二次電池負極特性2015

    • 著者名/発表者名
      坂野直輝,薄井洋行,竹本裕哉,道見康弘,坂口裕樹
    • 学会等名
      2015年電気化学秋季大会,2C09
    • 発表場所
      埼玉工業大学
    • 年月日
      2015-09-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Silicon-based Composites as Anode Materials for Next Generation Lithium Ion Battery2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Sakaguchi
    • 学会等名
      11th International Conference on Ceramic Materials and Components for Energy and Environmental Applications
    • 発表場所
      Hyatt Regency Vancouver in Vancouver, B.C., Canada
    • 年月日
      2015-06-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 不純物元素をドープしたケイ素を用いた電極のリチウム二次電池負極特性2014

    • 著者名/発表者名
      柿本裕太,薄井洋行,坂口裕樹
    • 学会等名
      第55回電池討論会,3A17
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ケイ素負極の性能におよぼす種々の遷移金属シリサイドの影響2014

    • 著者名/発表者名
      竹本裕哉,薄井洋行,坂口裕樹
    • 学会等名
      第55回電池討論会,3A01
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 年月日
      2014-11-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 不純物元素をドープしたケイ素からなる電極のリチウム二次電池負極特性2014

    • 著者名/発表者名
      柿本裕太,薄井洋行,坂口裕樹
    • 学会等名
      2014年電気化学会第81回大会,1R27
    • 発表場所
      関西大学千里山キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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