• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2009 年度 実績報告書

階層的イオン伝導チャンネルを用いたハイパワー高エネルギー密度電極の構築

研究課題

研究課題/領域番号 21360479
研究機関京都大学

研究代表者

八尾 健  京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (50115953)

研究分担者 日比野 光宏  京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (20270910)
キーワードエネルギー全般 / 複合材料・物性 / イオン結晶 / 固体イオニクス
研究概要

サブナノイオン移動経路を有する結晶、およびナノーメソイオシ移動経路を有する複合体材料について、合成法の確立・電気化学特性の点から以下のように研究を進めた。
1.サブナノイオン移動経路を持つ物質の合成と構造解析及び物性評価
様々なイオン移動経路物質のうち、スピネル構造ではあるが鉄原子の欠陥状態が異なるγ-Fe_2O_3やFe_3O_4において、構造とリチウムイオン拡散などの固体内輸送特性との相関を調べるため、本年度はγ-Fe_2O_3を合成し、拡散係数を調べることとした。以前の我々の研究から、水溶液法で超微粒子のγ-Fe_2O_3を合成するためには、合成時に高比表面積の炭素材料を利用し、表面を反応場とすることで、核成長によるα-Fe_2O_3の生成を抑えることが有効であることが明らかとなっていた。しかし、γ-Fe_2O_3結晶単独での特性を調べるためには、リチウムと電気化学的に反応する炭素との複合体では不都合となった。そこで、pH、酸素のバブリング法、反応時間を様々に変え、合成条件を見直すことで炭素材料なしでもほぼ単相のγ相を得ることができた。拡散係数は電気化学的なGITT法で測定した。また、γ-Fe_2O_3にリチウムを電気化学的に挿入したときの構造の経時変化についても粉末X線回折を用いたリートベルト解析によって詳細に調べ、鉄イオンのサイト移動を詳細に明らかにした。
2.ナノーメソイオン移動経路をもつ物質の電気化学特性評価
充放電における負荷特性など速度論的な性質がメソスケール構造から受ける影響を調べるため、炭素材料とγ-Fe_2O_3との複合体におけるメソ構造と電気化学特性の相関を調べた。特に、窒素ガス吸着によって調べた微細孔(ミクロ孔やメソ孔)のサイズや存在量と、リチウムイオン電池電極としての充放電負荷特性との相関について調べた。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2010 2009 その他

すべて 学会発表 (9件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [学会発表] リチウム挿入γ-Fe_2O_3の結晶構造経時解析-リチウム挿入停止後γ-Fe_2O_3/ABの構造解析-2010

    • 著者名/発表者名
      織田真也, 朴陞原, 藪塚武史, 日比野光宏, 八尾健
    • 学会等名
      電気化学会第77回大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2010-03-31
  • [学会発表] γ-Fe_2O_3/炭素複合体を電極触媒として用いたリチウム-空気二次電池の充放電挙動2010

    • 著者名/発表者名
      端野優, 日比野光宏, 八尾健
    • 学会等名
      電気化学会第77回大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2010-03-31
  • [学会発表] リチウムイオン二次電池高容量負極としてのγ-Fe_2O_3/炭素複合体の開発2010

    • 著者名/発表者名
      亀山恭平, 日比野光宏, 八尾健
    • 学会等名
      電気化学会第77回大会
    • 発表場所
      富山大学
    • 年月日
      2010-03-31
  • [学会発表] γ-Fe_2O_3/炭素複合体へのリチウムイオン挿入における速度論的反応解析2009

    • 著者名/発表者名
      日比野光宏, 川田浩史, 島大祐, 八尾健
    • 学会等名
      第35回固体イオニクス討論会
    • 発表場所
      大阪国際会議場
    • 年月日
      2009-12-07
  • [学会発表] γ-Fe_2O_3/KB複合体のリチウムイオン二次電池負極特性2009

    • 著者名/発表者名
      端野優, 日比野光宏, 八尾健, 今井義博
    • 学会等名
      2009年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      東京農工大
    • 年月日
      2009-09-10
  • [学会発表] γ-Fe_2O_3/KB複合体リチウムイオン二次電池正極の充放電と速度論的反応解析2009

    • 著者名/発表者名
      川田浩史, 日比野光宏, 八尾健
    • 学会等名
      2009年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      東京農工大
    • 年月日
      2009-09-10
  • [学会発表] γ-Fe_2O_3へのリチウムインターカレーションと拡散特性2009

    • 著者名/発表者名
      島大祐, 日比野光宏, 八尾健
    • 学会等名
      2009年電気化学秋季大会
    • 発表場所
      東京農工大
    • 年月日
      2009-09-10
  • [学会発表] γ-Ferric Oxide/Carbon Composite Synthesized by Aqueous Solution Method as a Cathode for Lithium-Ion Batteries2009

    • 著者名/発表者名
      日比野光宏, 八尾健
    • 学会等名
      Zero-Carbon Energy Kyoto 2009, The 1st International Symposium : Kyoto University Global COE Program
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2009-08-21
  • [学会発表] Cathode Property of γ-Fe_2O_3/carbon Composite Fabricated by Aqueous Solution Method for Lithium-ion Battery2009

    • 著者名/発表者名
      Mitsuhiro Hibino, Naomi Okazaki, Hiroshi Kawada, Takeshi Yao
    • 学会等名
      17th Conference on Solid State Ionics
    • 発表場所
      カナダ国トロント
    • 年月日
      2009-07-03
  • [図書] "γ-Ferric Oxide/Carbon Composite Synthesized by Aqueous Solution Method as a Cathode for Lithium-Ion batteries", pp. 31-38, Zero-Carbon Energy Kyoto 2009, Proceedings of the First International Symposium of Global COE Program(editor T. Yao.)2010

    • 著者名/発表者名
      M.Hibino, T.Yao
    • 総ページ数
      390
    • 出版者
      Springer, Japan
  • [備考]

    • URL

      http://fssc.energy.kyoto-u.ac.jp/index.htm

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2016-04-21  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi