| 研究課題/領域番号 |
18380107
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
畑 俊充 京都大学, 生存圏研究所, 講師 (10243099)
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| 研究分担者 |
今村 祐嗣 京都大学, 生存圏研究所, 教授 (70151686)
小嶋 祐嗣 京都大学, 生存圏研究所, 准教授 (10215254)
上田 義勝 京都大学, 生存圏研究所, 助手 (90362417)
大澤 幸造 長野工業高等専門学校, 電気電子工学科, 教授 (10176860)
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| キーワード | 木質炭素化物 / 木質廃棄物 / カーボンナノチューブ / リチウムイオン電池 / 透過電子顕微鏡 / 焼結 / 電気化学的性質 |
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| 研究概要 |
木質廃棄物から作られる炭素化物は組織構造により特性が決定されるが、ナノ・ミクロスケールの微細構造を制御したハイブリッドマルチスケール材料を創製することが新規用途開発のために重要となる。これまでの研究の結果木質炭素化物表面にナノチューブ成長させた場合と木質炭素化物中にナノチューブを均一に混合した場合とでは、得られた炭素複合材料の電気化学的特性に違いが無いことが明らかとなった。本年度はナノチューブ複合木質炭素化物の作製のために混合法を採用することとし、その電気化学的性質評価によって、高効率なリチウムイオン二次電池用炭素負極材料の開発を行なった。
スギ小片を電気炉内で加熱温度500℃と700℃、アルゴンガス雰囲気下で炭素化を行った。得られた木質炭素化物に2wt%の多層カーボンナノチューブを加えた処理試験体と無処理試験体に対して、1050℃のHTTで反応時間15min、50MPa、真空下で炭素化を行った。電解液1mol/LiPF_6,EC/DEC=1:1の組み合わせで2電極セル-金属リチウムセルを作製し、0.1Cレート・測定電位幅5mV-2Vの条件で炭素化された試験体の充放電試験を実施した。
700℃で予備加熱した焼結炭は不可逆・可逆容量が向上した。原料木炭粉末の粒度を(1)25μm以下,(2)25-32μm,(3)45-63μmに変化させて700℃で予備炭化の後1050℃で焼結させて作製した作用電極ガルバノスタティク充放電試験を行ったところ、32μmまでの大きさの粒度で高い可逆容量が得られたのに対し、45μmから63μmの大きさのパーティクルでcyclabilityが向上した。同じ処理条件でMWNTを加えたところ、可逆容量とcyclabilityは向上したものの、不可逆性容量の増加が見られた。これらの事より、材料の構造解析から材料調製の最適化を行う必要性が示唆された。
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