| 研究課題/領域番号 |
19K05685
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分36020:エネルギー関連化学
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| 研究機関 | 地方独立行政法人大阪産業技術研究所 |
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研究代表者 |
山本 真理 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 電池材料研究室長 (20416332)
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| 研究分担者 |
加藤 敦隆 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究員 (40826161)
高橋 雅也 地方独立行政法人大阪産業技術研究所, 森之宮センター, 研究フェロー (90416363)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | シリコン / ファイバー / 多孔質 / 全固体電池 / 硫化物系固体電解質 / 界面維持 / ナノポーラスシリコン / ネットワーク構造 |
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| 研究成果の概要 |
本研究ではナノポーラスシリコンファイバーのネットワーク構造をもつ負極複合体を開発した。ナノポーラスシリコンファイバーは安価でスケールアップが容易なエレクトロスピニングとマグネシオ熱還元法を組み合わせ作製した。ナノポーラスシリコンファイバーの全細孔容積は容量1635 mAh g-1に相当する体積変化を収容でき、ファイバー外側への体積変化がほとんどないため周囲との界面を維持できる。また、ファイバー構造は負極複合体中で容易にネットワークを形成でき、この中をLi+拡散・電子伝導できるため、シリコンの利用率の向上や部分的な界面剥離の補償に寄与する。
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| 自由記述の分野 |
電池
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
硫化物系固体電解質を用いた全固体電池は高い安全性や高出力特性を有することから電気自動車用の大型蓄電池への応用が期待されている。現状の黒鉛負極を１０倍の比容量をもつシリコンに代えると電池の重量エネルギー密度は２倍になると試算される。しかし、シリコンは充放電時に400％体積変化し、サイクル安定性が低下する。本研究ではナノポーラスシリコンファイバーを用いネットワーク構造を形成した負極複合体を創製し、その充放電特性や界面維持について調査した。ナノポーラス構造とファイバー構造の組み合わせにより、界面維持やイオン・電子伝導経路の構築が可能となり、サイクル安定性が向上することを示した。
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