ナノ細孔内イオン移動ダイナミクスの解明と高速充放電機能材料の創製

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21350117
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 長崎大学
• 研究代表者: 森口 勇 長崎大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40210158)
• 研究分担者: 山田 博俊 長崎大学, 大学院・後学研究科, 准教授 (10359961)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: ナノ細孔 / 多孔体 / カーボン / グラファイト / オリビン / 電気二重層 / Li挿入脱離 / 充放電

研究概要

ミクロからマクロ領域の特定の細孔サイズを優先的に有するナノ多孔カーボンやグラファイトナノ多孔体,オリビン/多孔カーボンナノ複合体の合成に成功した。ナノ多孔カーボンのEDLC特性を評価し,一般には寄与しないとされてきたミクロ細孔において特異的な二重層容量発現を見出した。グラファイトナノ多孔体やオリビン/多孔カーボンナノ複合体は, Li挿入・脱離において優れたレート特性を示すことを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Rapid Synthesis and Charge-Discharge Properties of LiMnPO4 Nanocrystallite-embedded Porous Carbons (2012)
  • 著者名/発表者名: S. Aono, K. Urita, H. Yamada, and I. Moriguchi
  • 雑誌名: Chem. Lett 巻: 41(2) ページ: 162-164
  • 査読あり
• [雑誌論文] Local Structure and Ionic Conduction at Interfaces of Electrode and Solid Electrolytes (2012)
  • 著者名/発表者名: H. Yamada, Y. Oga, I. Saruwatari, I. Moriguchi
  • 雑誌名: J. Electrochem. Soc 巻: 159(4) ページ: A380-385
  • 査読あり
• [雑誌論文] Confinement in Carbon Nanospace-Induced Production of KI Nanocrystals of High-Pressure Phase (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Urita, Y. Shiga, T. Fujimori, T. Iiyama, Y. Hattori, H. Kanoh, T. Ohba, H. Tanaka, M. Yudasaka, S. Iijima, I. Moriguchi, F. Okino, M. Endo, K. Kaneko
  • 雑誌名: J. Am. Chem. Soc 巻: 133 ページ: 10344-10347
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高出力Liイオン二次電池電極材料の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森口勇, 山田博俊
  • 雑誌名: 工業材料 巻: 第57巻,第11号 ページ: 69-72
• [雑誌論文] Liイオン二次電池の高出力・大容量化に向けた電極材料ナノ構造制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森口勇, 山田博俊
  • 雑誌名: 電池技術 巻: 第21巻 ページ: 17-23
• [雑誌論文] Electrochemical property of LiMnPO_4 nanocrystallite-embedded porous carbons as a cathode material of Li-ion battery
  • 著者名/発表者名: S. Aono, Ko. Urita, H. Yamada, and I. Moriguchi
  • 雑誌名: Solid State Ionics 巻: (in press)
  • 査読あり
• [学会発表] 制約されたカーボンナノ空間中における電解質イオンの状態 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井手望水, 瓜田幸幾, 山田博俊, 森口勇
  • 学会等名: 第25回日本吸着学会研究発表会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2011-11-12
• [学会発表] Sn系/ナノカーボン複合体電極としてのカーボン空間の有用性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 瓜田幸幾, 山口祐良, 権藤舞, 山田博俊, 森口勇
  • 学会等名: 第25回日本吸着学会研究発表会
  • 発表場所: 沖縄
  • 年月日: 2011-11-12
• [学会発表] 多孔カーボン電極内における電解質イオンの局所構造 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田博俊, 井手望水, 瓜田幸幾, 森口勇, 上村重明, 飯原順次
  • 学会等名: 第52回電池討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-10-20
• [学会発表] LiMnPO_4ナノ結晶/カーボン複合体の充放電特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青野慎太郎, 瓜田幸幾, 山田博俊, 森口勇
  • 学会等名: 第52回電池討論会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2011-10-19
• [学会発表] LiMnPO_4 nanoparticles-embedded porous carbons as a cathode materials￥of rechargeable Li-ion battery (2011)
  • 著者名/発表者名: S. Aono, K. Urita, H. Yamada, I. Moriguchi
  • 学会等名: 18^<th> International Conference on Solid State Ionics
  • 発表場所: Warsaw, Poland
  • 年月日: 2011-07-07
• [学会発表] Nanoporous graphitized carbons as an anode materials of rechargeable Li-ion battery (2011)
  • 著者名/発表者名: I. Moriguchi, Y. Yamamura, K. Urita, H. Yamada
  • 学会等名: 18^<th> International Conference on Solid State Ionics
  • 発表場所: Warsaw, Poland
  • 年月日: 2011-07-07
• [学会発表] 多孔カーボンの細孔構造制御と電気二重層容量特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井手望水, 瓜田幸幾, 山田博俊, 森口勇
  • 学会等名: 電気化学会第78回大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] LiMnPO_4ナノ結晶/多孔カーボン複合体の合成と充放電特性 (2011)
  • 著者名/発表者名: 青野慎太郎, 瓜田幸幾, 山田博俊, 森口勇
  • 学会等名: 電気化学会第78回大会
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] グラファイト性ナノ多孔体の作製と負極特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山村保明, 瓜田幸幾, 山田博俊, 森口勇
  • 学会等名: 第51回電池討論会
  • 発表場所: 愛知
  • 年月日: 2010-11-10
• [学会発表] LiMnPO_4/カーボン複合体の作製と電気化学特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 青野慎太郎, 瓜田幸幾, 山田博俊, 森口勇
  • 学会等名: 2010年日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-11-07
• [学会発表] カーボンナノ空間における電解液構造の特異性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 井手望水, 瓜田幸幾, 山田博俊, 森口勇
  • 学会等名: 2010年日本化学会西日本大会
  • 発表場所: 熊本
  • 年月日: 2010-11-06
• [学会発表] グラファイト性多孔カーボンの充放電特性 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森口勇, 山村保明, 山田博俊
  • 学会等名: 2010年電気化学会秋季大会
  • 発表場所: 神奈川
  • 年月日: 2010-09-03
• [学会発表] Nanostructured Electrode Materials with High-Rate Charging-Discharging Capability (2010)
  • 著者名/発表者名: I. Moriguchi, H. Yamada
  • 学会等名: 7^<th> Asian Conference on Electrochemistry, Kumamoto
  • 発表場所: Special Invited Lecture
  • 年月日: 2010-05-20
• [学会発表] 高出力・大容量Liイオン二次電池の開発と今後の展望 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森口勇
  • 学会等名: 第2回グリーンビークルセミナー
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2010-02-01
• [学会発表] Nanostructured Electrode Materials for High Power Li-ion Battery (2009)
  • 著者名/発表者名: I. Moriguchi
  • 学会等名: Nagasaki University and National Tsing Hua University Joint Seminar on Nano Material Science
  • 発表場所: Taiwan
  • 年月日: 2009-12-09
• [学会発表] Nanostructured Electrode Materials for High Power Li-ion Battery (2009)
  • 著者名/発表者名: I. Moriguchi
  • 学会等名: Nagasaki University and National Taiwan University Joint Seminar on Nano Material Science
  • 発表場所: Taiwan
  • 年月日: 2009-12-08
• [学会発表] 有機-無機複合ポリマーより得た多孔カーボンの有機電解液中でのキャパシタ特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森口勇, 井手望水, 西岡純一, 山田博俊
  • 学会等名: 第23回日本吸着学会研究発表会
  • 発表場所: 豊橋
  • 年月日: 2009-11-28
• [学会発表] ナノ構造制御による電気化学エネルギーデバイス材料の開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森口勇
  • 学会等名: 日本ゾルーゲル学会第7回討論会
  • 発表場所: 京都
  • 年月日: 2009-07-03
• [図書] キャパシタおよびLiイオン二次電池の材料創製,「新しい局面を迎えた界面の分子科学-機能デザインと計測技術の展開-」,日本化学会編 (2011)
  • 著者名/発表者名: 森口勇
  • 総ページ数: 167-172
  • 出版者: 化学同人
• [図書] 低次元からの電極材料構造制御と性能」,自動車用途へ向けたリチウムイオン二次電池/材料の発熱挙動・劣化評価と試験方法,第3章第7節 (2011)
  • 著者名/発表者名: 山田博俊,森口勇
  • 総ページ数: 140-146
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] キャパシタおよびLiイオン二次電池電極材料の開発,「ゾル-ゲル法技術の最新動向」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 森口勇,山田博俊
  • 総ページ数: 233-240
  • 出版者: (株)シーエムシー出版
• [図書] 「電極活物質のナノ多孔化と挿入・脱離特性,反応解析」,「Li二次電池電極材料のスラリー調整」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田博俊,森口勇
  • 出版者: 技術情報協会
• [図書] 電気化学吸着,「吸着技術の産業応用ハンドブック」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山田博俊,森口勇
  • 総ページ数: 326-338
  • 出版者: (株)リアライズ理工センター
• [図書] 機能性分子集合体,「超分子サイエンス & テクノロジー-基礎からイノベーションまで-」 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森口勇
  • 総ページ数: 160-168
  • 出版者: エヌ・ティー・エス(株)
• [産業財産権] 特許権 (2010)
  • 発明者名: 森口勇,山田博俊
  • 権利者名: 長崎大学
  • 産業財産権番号: PCT/ JP2010/ 060782
  • 出願年月日: 2010-06-24
  • 外国
• [産業財産権] 特許権 (2010)
  • 発明者名: 森口勇,山田博俊
  • 権利者名: 長崎大学
  • 産業財産権番号: PCT/ J P2010/ 060784
  • 出願年月日: 2010-06-24
  • 外国