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次世代ケイ素系負極を活かすためのイオン液体電解液との界面構築

研究課題

研究課題/領域番号 25810141
研究種目

若手研究(B)

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

薄井 洋行  鳥取大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (60423240)

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
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
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: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワードリチウムイオン電池 / ケイ素系負極 / イオン液体電解液 / ナトリウムイオン電池 / 電極-電解質界面 / ルチル型酸化チタン / リチウム二次電池 / ケイ素負極
研究成果の概要

イオン液体は,従来の有機溶媒には無い優れた難燃性を示すため,高いエネルギー密度を有する次世代蓄電池に相応しい安全な電解液となり得る.そこで,本研究では脱溶媒和しやすいアニオンと,Li+の界面移動を促すカチオンからなるイオン液体をリチウムイオン電池の電解液に適用した.負極には,研究代表者が開発した高速Li拡散が可能なルチル型TiO2を,Si粒子上に被覆した活物質からなる電極を用いた.その結果,実用に耐え得る電流密度において,従来の有機電解液の結果をしのぐ高速充放電性能を達成した.この負極は,300サイクル後においても黒鉛の2倍以上の可逆容量を維持できることがわかった.

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

    (16件)

すべて 2015 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (11件) (うち招待講演 2件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Functional ionic liquid for enhancement of Li-ion transfer: Effect of cation structure on charge-discharge performance of Li4Ti5O12 electrode2015

    • 著者名/発表者名
      M. Shimizu, H. Usui, H. Sakaguchi
    • 雑誌名

      Physical Chemistry Chemical Physics

      巻: 18 号: 7 ページ: 5139-5147

    • DOI

      10.1039/c5cp05008a

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Effect of cation structure of ionic liquid on anode properties of Si electrodes for LIB2014

    • 著者名/発表者名
      M. Shimizu, H. Usui, K. Matsumoto, T. Nokami, T. Itoh, H. Sakaguchi
    • 雑誌名

      J. Electrochem. Soc.

      巻: 161 号: 12 ページ: A1765-A1771

    • DOI

      10.1149/2.0021412jes

    • 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] ナトリウム貯蔵性無機化合物の創製とその二次電池負極への応用2015

    • 著者名/発表者名
      薄井洋行,坂口裕樹
    • 学会等名
      第1回ポストリチウムイオン電池研究会
    • 発表場所
      九州大学筑紫キャンパス総合研究棟1F筑紫ホール
    • 年月日
      2015-12-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nbをドープしたルチル型TiO2に対するNaの挿入-脱離特性2015

    • 著者名/発表者名
      吉岡翔,薄井洋行,道見康弘,坂口裕樹
    • 学会等名
      第56回電池討論会,2E02
    • 発表場所
      愛知県産業労働センター ウインクあいち
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体のアニオン構造がSi系電極のリチウム二次電池負極特性におよぼす効果2015

    • 著者名/発表者名
      山口和輝,薄井洋行,清水雅裕,道見康弘,松本訓伸,野上敏材,伊藤敏幸,坂口裕樹
    • 学会等名
      第56回電池討論会,2D14
    • 発表場所
      愛知県産業労働センター ウインクあいち
    • 年月日
      2015-11-12
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Gadolinium silicide/silicon composite anode for next-generation lithium-ion battery2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Usui, Hiroki Nishino, Masatoshi Kusatsu, Tadatoshi Murota, and Hiroki Sakaguchi
    • 学会等名
      The 66th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
    • 発表場所
      Taipei International Convention Center, Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2015-10-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ナトリウム二次電池用酸化物系負極活物質の開発2015

    • 著者名/発表者名
      薄井洋行
    • 学会等名
      第2回関西電気化学研究会
    • 発表場所
      鳥取大学工学部大講義室
    • 年月日
      2015-09-27
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] TiO2/Si composite electrodes for Li-ion battery anodes2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Usui, Kuniaki Wasada, Masahiro Shimizu, and Hiroki Sakaguchi
    • 学会等名
      7th International Conference on Green and Sustainable Chemistry (GSC-7) and 4th JACI/GSC Symposium, D-1-03
    • 発表場所
      Hitotsubashi University, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-07-07
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] リチウム二次電池用セリア被覆ケイ素負極の電気化学的特性2015

    • 著者名/発表者名
      薄井洋行,伊藤帆高,坂口裕樹
    • 学会等名
      第32回希土類討論会,2B-01
    • 発表場所
      かごしま県民交流センター
    • 年月日
      2015-05-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] イオン液体電解液中におけるリン負極のナトリウム二次電池負極特性2014

    • 著者名/発表者名
      薄井洋行,山根和也,清水雅裕,野上敏材,伊藤敏幸,坂口裕樹
    • 学会等名
      第5回イオン液体討論会
    • 発表場所
      横浜シンポジア
    • 年月日
      2014-10-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン液体のカチオン構造がLi4Ti5O12電極のリチウム二次電池負極性能におよぼす効果2014

    • 著者名/発表者名
      清水雅裕,薄井洋行,野上敏材,伊藤敏幸,坂口裕樹
    • 学会等名
      第5回イオン液体討論会
    • 発表場所
      横浜シンポジア
    • 年月日
      2014-10-20 – 2014-10-28
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] イオン液体電解液のアニオンがSi電極のリチウム二次電池負極性能に与える影響2013

    • 著者名/発表者名
      薄井洋行, 山根和也, 清水雅裕, 坂口裕樹
    • 学会等名
      第4回イオン液体討論会,2O03
    • 発表場所
      慶應義塾大学 日吉キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Binder-Free Silicon-Based Composite Anodes in Ionic Liquid Electrolytes for Li-ion Battery2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Usui, Masahiro Shimizu, Masakuni Narita, and Hiroki Sakaguchi
    • 学会等名
      224th ECS Meeting, Poster B10-1113
    • 発表場所
      The Hilton San Francisco Hotel, San Francisco, California
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [図書] ナトリウムイオン二次電池の開発と最新技術 “第1編第6章 酸化物系負極材料の研究開発”2015

    • 著者名/発表者名
      薄井洋行,坂口裕樹
    • 総ページ数
      13
    • 出版者
      技術教育出版社
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] FBテクニカルニュース “ナトリウム貯蔵性化合物の創製とその二次電池負極への応用”2015

    • 著者名/発表者名
      薄井洋行,坂口裕樹
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      古河電池
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [図書] 電子機器・部品における故障・発火原因解析と対策技術2014

    • 著者名/発表者名
      薄井洋行,坂口裕樹
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      技術情報協会
    • 関連する報告書
      2014 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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