リチウムイオン電池用黒鉛負極の表面被覆による高性能化とその電極反応機構の解析

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21550169
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 機能材料・デバイス
• 研究機関: 岩手大学
• 研究代表者: 宇井 幸一 岩手大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (60360161)
• 連携研究者: 熊谷 直昭 岩手大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30003875) ; 門磨 義浩 岩手大学, 大学院・工学研究科, 助教 (90431460)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: 電池

研究概要

本研究では、リチウムイオン電池用黒鉛負極の水溶性高分子を用いた表面被覆による高性能化とその電極反応機構の解析を目的とした。水溶性高分子としてポリアクリル酸(PAA)を用いることで、天然黒鉛のエッジ部に効果的な被覆を生じ、PAAの重量平均分子量が固体電解質界面(SEI)の生成機構、特にSEI被膜の生成量や成分に影響を及ぼすことが明らかとなった。また、PAAの強度がサイクル特性の安定化に寄与することが示唆された。これらの結果に基づき、PAA被覆天然黒鉛負極の電極特性が高性能化されたと考察した。

研究成果

• [学会発表] ポリアクリル酸表面被覆が天然黒鉛電極の電気化学的反応に及ぼす影響 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宇井幸一、庭田祐樹、門磨義浩、熊谷直昭
  • 学会等名: 電気化学会第79回大会
  • 発表場所: アクトシティ浜松(浜松)
  • 年月日: 2012-03-29
• [学会発表] バインダーとしてポリアクリル酸を用いたリチウムイオン電池用黒鉛負極の電気化学的反応の解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宇井幸一、庭田祐樹、門磨義浩、熊谷直昭
  • 学会等名: 日本化学会第92春季年会
  • 発表場所: 慶応義塾大学(横浜)
  • 年月日: 2012-03-25
• [学会発表] バインダーとして水溶性高分子を用いたリチウム二次電池用負極の研究開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 宇井幸一
  • 学会等名: 平成23年度表面技術協会東北支部第2回(25回)講演会
  • 発表場所: 秋田大学ベンチャー・ビジネス・ラボラトリー大セミナー室(秋田)
  • 年月日: 2012-01-30
• [学会発表] ポリアクリル酸被覆黒鉛電極の電気化学的挙動の考察 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宇井幸一、庭田祐樹、富士井大舗、門磨義浩、熊谷直昭
  • 学会等名: 第52回電池討論会
  • 発表場所: タワーホール船堀(東京)
  • 年月日: 2011-10-17
• [学会発表] PC系電解液中におけるポリアクリル酸被覆黒鉛負極の電気化学的反応の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宇井幸一、庭田祐樹、富士井大舗、門磨義浩、熊谷直昭
  • 学会等名: 平成23年度化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 東北大学川内北(仙台)
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] Analysis of Electrochemical Reaction on Graphite Negative Electrode Coated with Polyacryl Acid (2011)
  • 著者名/発表者名: Koichi Ui, Yuki Niwata, Daisuke Fujii, Yoshihiro Kadoma, and Naoaki Kumagai
  • 学会等名: The 62th Annual Meeting of the International Society of Electrochemistry
  • 発表場所: TOKI MESSE (Niigata)
  • 年月日: 2011-09-12
• [学会発表] ポリアクリル酸被覆天然黒鉛電極の電気化学的挙動の解析 (2011)
  • 著者名/発表者名: 宇井幸一、富士井大舗、庭田祐樹、門磨義浩、熊谷直昭
  • 学会等名: 電気化学会第78回大会
  • 発表場所: 横浜国立大学(横浜)
  • 年月日: 2011-03-29
• [学会発表] ポリアクリル酸表面被覆が黒鉛電極の電気化学的特性に及ぼす影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宇井幸一、富士井大舗、門磨義浩、熊谷直昭
  • 学会等名: 第51回電池討論会
  • 発表場所: 愛知県産業労働センター(名古屋)
  • 年月日: 2010-11-10
• [学会発表] ポリアクリル酸被覆黒鉛負極の充放電反応の考察 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宇井幸一、富士井大舗、門磨義浩、熊谷直昭
  • 学会等名: 平成22年度化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 岩手大学(盛岡)
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] ポリアクリル酸被覆黒鉛負極における被膜生成メカニズムの解析 (2010)
  • 著者名/発表者名: 宇井幸一、富士井大舗、門磨義浩、熊谷直昭
  • 学会等名: 電気化学会第77回大会
  • 発表場所: 富山大学(富山)
  • 年月日: 2010-03-29
• [学会発表] ポリアクリル酸による黒鉛電極表面被覆の電気化学的特性への影響 (2009)
  • 著者名/発表者名: 宇井幸一、富士井大舗、門磨義浩、熊谷直昭
  • 学会等名: 平成21年度化学系学協会東北大会
  • 発表場所: 日本大工学部(郡山)
  • 年月日: 2009-09-20
• [備考] 工学部研究シーズ集
  • URL: http://www.eng.iwate-u.ac.jp/jp/seeds/
• [備考] 岩手大学リポジトリ
  • URL: http://ir.iwate-u.ac.jp/dspace/