メカノケミカル法による高容量電極材料の創製と全固体リチウム電池への応用

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19686039
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 大阪府立大学
• 研究代表者: 林 晃敏 大阪府立大学, 工学研究科, 助教 (10364027)
• 研究期間 (年度): 2007 – 2009
• キーワード: 全固体電池 / リチウム電池 / 電極活物質 / 固体電解質 / メカノケミストリー

研究概要

安全性、信頼性に優れる全固体リチウム電池の開発が期待されている。本研究では、メカノケミカル法を用いて、硫化物固体電解質に適したリン系高容量負極材料や硫黄系高容量正極材料を創製するとともに、電極/電解質/導電剤間の良好な固体界面形成に取り組んだ。また高電位正極活物質への酸化物や硫化物固体電解質薄膜の表面修飾について検討し、全固体電池の高容量化と高出力化を達成するための界面設計指針を示した。

研究成果

• [雑誌論文] LiCoO2 Electrode Particles Coated with Li2S-P2S5 Solid Electrolyte for All-Solid-State Batteries (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Sakuda, A. Hayashi, T. Ohtomo, S. Hama, M. Tatsumisago
  • 雑誌名: Electrochem. Solid-State Lett. 13 ページ: A73-A75
  • 査読あり
• [雑誌論文] All-Solid-State Lithium Secondary Batteries Using LiMn204 Electrode and Li2S-P2S5 Solid Electrolyte (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Kitaura, A. Hayashi, K. Tadanaga, M. Tatsumisago
  • 雑誌名: J. Electrochem. Soc. 157 ページ: A407-A411
  • 査読あり
• [雑誌論文] 安全性・信頼性に優れた全固体リチウムニ次電池の開発 (2010)
  • 著者名/発表者名: 林晃敏, 辰巳砂昌弘
  • 雑誌名: 化学工業 61 ページ: 46-50
• [雑誌論文] Preparation of Highly Lithium-Ion Conductive 80Li2S・20P2S5 Thin-Film Electrolytes Using Pulsed Laser Deposition (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Sakuda, A. Hayashi, S. Hama, M. Tatsumisago
  • 雑誌名: J. Am. Ceram. Soc. 93 ページ: 765-768
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Performance of All-Solid-State Lithium Secondary Batteries Improved by the Coating of Li2O-TiO2 Films on LiCoO2 Electrode (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Sakuda, A. Hayashi, M. Tatsumisago
  • 雑誌名: J. Power Sources 195 ページ: 599-603
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interfacial Observation between LiCoO2 Electrode and Li2S-P2S5 Solid Electrolytes of All-Solid-State Lithium Secondary Batteries Using Transmission Electron Microscopy (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Sakuda, A. Hayashi, M. Tatsumisago
  • 雑誌名: Chem. Mater. 22 ページ: 949-956
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of Li2S-P2S5-Cu Composite Electrode for All-Solid-State Lithium Secondary Batteries (2010)
  • 著者名/発表者名: A. Hayashi, R. Ohtsubo, M. Nagao, M. Tatsumisago
  • 雑誌名: J. Mater. Sci. 45 ページ: 377-381
  • 査読あり
• [雑誌論文] High Lithium Ion Conduction of Sulfide Glass-Based Solid Electrolytes and Their Application to All-Solid-State Batteries (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Hayashi, K. Minami, M. Tatsumisago
  • 雑誌名: J. Non-Cryst. Solids 355 ページ: 1919-1923
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of All-Solid-State Lithium Secondary Batteries Using CuxMo6S8-y Electrode and Li2S2S5 Solid Electrolyte (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Nagao, H. Kitaura, A. Hayashi, M. Tatsumisago
  • 雑誌名: J. Power Sources 189 ページ: 672-675
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Performance of NiP2 Negative Electrodes in All-Solid-State Lithium Secondary Batteries (2009)
  • 著者名/発表者名: A. Hayashi, A. Inoue, M. Tatsumisago
  • 雑誌名: J. Power Sources 189 ページ: 669-671
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel Technique to form Electrode-Electrolyte Nanointerface in All-Solid-State Rechargeable Lithium Batteries (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Hayashi, Y. Nishio, H. Kitaura, M. Tatsumisago
  • 雑誌名: Electrochem. Commun 10 ページ: 1860-1863
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of New Glassy Materials for All-Solid-State Lithium Secondary Batteries: A Review (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Hayashi
  • 雑誌名: Glass Tech.: Eur. J. Glass Sci. Technol. 49 ページ: 213-220
  • 査読あり
• [雑誌論文] All-Solid-State Lithium Secondary Batteries Using Sulfide-Based Glass Ceramic Electrolytes (2008)
  • 著者名/発表者名: M. Tatsumisago, A. Hayashi
  • 雑誌名: Funct. Mater. Lett. 1 ページ: 31-36
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Performance of All-Solid-State Lithium Batteries with Mechanochemically Activated Li2S-Cu Composite Electrodes (2008)
  • 著者名/発表者名: A. Hayashi, R. Ohtsubo, M. Tatsumisago
  • 雑誌名: Solid State Ionics 179 ページ: 1702-1705
  • 査読あり
• [雑誌論文] All-Solid-State Rechargeable Lithium
  • 著者名/発表者名: A. Hayashi, R, Ohtsubo, T. Ohtomo, F. Mizuno, M. Tatsumisago
• [学会発表] 硫化リチウム-ナノカーボン複合体正極を用いた全固体リチウムニ次電池の作動特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 長尾元寛, 林晃敏, 辰巳砂昌弘
  • 学会等名: 電気化学会第77回大会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2010-03-31
• [学会発表] 硫化物固体電解質コートLiCoO2を用いた全固体リチウム電池用正極複合体の作製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 作田敦, 林晃, 敏大友崇督, 濱重則, 辰巳砂昌弘
  • 学会等名: 電気化学会第77回大会
  • 発表場所: 富山
  • 年月日: 2010-03-31
• [学会発表] 硫黄-ナノカーボン複合体を電極に用いた全固体Li/S電池の特性評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 長尾元寛, 林晃敏, 辰巳砂昌弘
  • 学会等名: 第50回電池討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-12-02
• [学会発表] Li-Ni-Co-Mn系酸化物を正極とする全固体リチウム二次電池の電気化学特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 北浦弘和, 林晃敏忠永清治, 辰巳砂昌弘
  • 学会等名: 第50回電池討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-12-02
• [学会発表] Development of All-Solid-State Lithium Secondary Batteries with Sulfide Glass-Ceramic Electrolytes (2009)
  • 著者名/発表者名: 林晃敏, 辰巳砂昌弘
  • 学会等名: 216th ECS Meeting
  • 発表場所: オーストリア・ウイーン
  • 年月日: 2009-10-07
• [学会発表] Electrochemical Properties of All-Solid-State Li/S Batteries with Li2S-P2S5 Solid Electrolytes (2009)
  • 著者名/発表者名: 長尾元寛, 林晃敏, 辰巳砂昌弘
  • 学会等名: 216th ECS Meeting
  • 発表場所: オーストリア・ウイーン
  • 年月日: 2009-10-05
• [学会発表] 黒リンを電極活物質に用いた全固体リチウム二次電池の電気化学的評価 (2009)
  • 著者名/発表者名: 長尾元寛, 林晃敏, 辰巳砂昌弘
  • 学会等名: 2009年電気化学秋季大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2009-09-10
• [学会発表] 全固体リチウム電池への応用にむけた電極/電解質ナノコンポジットの作製とキャラクタリゼーション (2009)
  • 著者名/発表者名: 林晃敏, 西尾勇祐, 辰巳砂昌弘
  • 学会等名: 第4回日本セラミックス協会関西支部学術講演会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2009-07-23
• [学会発表] Development of Sulfide Glass-Ceramic Electrolytes for All-Solid-State Lithium Rechargeable Batteries (2009)
  • 著者名/発表者名: 林晃敏, 辰巳砂昌弘
  • 学会等名: International Conference on Materials for Advanced Technologies(ICMAT2009)
  • 発表場所: シンガポール
  • 年月日: 2009-06-29
• [学会発表] イオウ-銅電極活物質の作製と全固体リチウム二次電池への応用 (2009)
  • 著者名/発表者名: 長尾元寛, 林晃敏, 辰巳砂昌弘
  • 学会等名: 電気化学会第76回大会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-03-31
• [学会発表] All-Solid-State Lithium Rechargeable Batteries with Sulfide Glass-Based Solid Electrolytes (2008)
  • 著者名/発表者名: 林晃敏, 辰巳砂昌弘
  • 学会等名: 2008 MRS Fall Meeting
  • 発表場所: 米国、ボストン
  • 年月日: 2008-12-02
• [学会発表] Li2S-P2S5系電解質とNi系電極活物質からなるナノ複合体の作製と全固体リチウム二次電池への応用 (2008)
  • 著者名/発表者名: 西尾勇祐, 北浦弘和, 林晃敏, 辰巳砂昌弘
  • 学会等名: 第49回電池討論会
  • 発表場所: 大阪
  • 年月日: 2008-11-07
• [学会発表] 金属リン化物M, P, (M=Ni, Cu)を電極に用いた全固体リチウム二次電池 (2008)
  • 著者名/発表者名: 林晃敏, 井上明子, 辰巳砂昌弘
  • 学会等名: 電気化学会75回大会
  • 発表場所: 山梨
  • 年月日: 2008-03-31
• [図書] 次世代二次電池材料の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 辰巳砂昌弘, 林晃敏
  • 総ページ数: 103-113
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 次世代自動車用リチウムイオン電池の材料開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 辰巳砂昌弘, 林晃敏
  • 総ページ数: 159-169
  • 出版者: シーエムシー出版
• [図書] 全固体二次電池の開発-高性能化と製造技術- (2007)
  • 著者名/発表者名: 辰巳砂昌弘, 林晃敏
  • 総ページ数: 295-308
  • 出版者: サイエンス&テクノロジー
• [備考] 成果の新聞発表:「次世代蓄電池充放電を実現」日本経済新聞(2009年11月23日)
• [備考] 研究室ホームページ:
  • URL: http://www.chem.osakafu-u.ac.jp/ohka/ohka2/index.html