• 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

2012 年度 研究成果報告書

高いエネルギー密度を有するハイブリッド自動車用バナジウム固体電池の開発

研究課題

  • PDF
研究課題/領域番号 22360408
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 エネルギー学
研究機関東北大学

研究代表者

山村 朝雄  東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (20281983)

研究分担者 李 徳新  東北大学, 金属材料研究所, 助教 (40281985)
白崎 謙次  東北大学, 金属材料研究所, 技術職員 (70447176)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
キーワード固体電池 / バナジウム / 有機溶媒フリー / ハイブリッド自動車用電池 / 過電圧過 程 / 固体塩電池 / エネルギー密度
研究概要

電力貯蔵の必要性が増大している一方、NaS電池の爆発事故や、中国における鉛蓄電池の生産規制などを背景として、電池には高い安全性、低コスト(完全リサイクル)が要求されながら、高いエネルギー密度、安全性、低コスト等が要求される。このような電池として研究代表者はバナジウム固体塩電池(以下、バナジウム電池またはVSSB)を発明した(J.PowerSources,196(2011)4003.)。バナジウム電池開発の契機は申請者らが培ってきた電解調製技術により、バナジウム5価~2価の各酸化状態の安定な塩(バナジウム塩安定相)を調製できたことであり、バナジウム固体を用いるためエネルギー密度が高く、可動部がないことから小型化が可能という長所を持つ。2012年5月に実用電池としての動作確認成功、長期間安定動作確認と進み、11月時点で小型2Ah電池(iPhone4Sサイズ)に進んできた。製作したセルにおける電極反応過電圧の評価を溶液電池から固体電池までバナジウム濃度を変化させて行い、濃度の増大とともに電極反応の標準反応速度は減少するものの、炭素繊維を用いた固体電池ではk0=2x10-4~10-5の程度であり、濃度の増大から予測されるほどの減少を示さない。

  • 研究成果

    (25件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (16件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (3件) 産業財産権 (6件)

  • [雑誌論文] Linear trinuclear Zn(II)-Ce(II)-Zn(II) complex whichbehaves as a single-molecule magnet2013

    • 著者名/発表者名
      S. Hino, M. Maeda, K. Yamashita, Y.Kataoka, M. Nakano, T. Yamamura, H. Nojiri, M. Kofu, O. Yamamuro, T. Kajiwara
    • 雑誌名

      Dalton Trans

      巻: 42 ページ: 2683-2686

  • [雑誌論文] A luminescent single-molecule magnet: observation of magnetic anisotropy using emission as a probe2013

    • 著者名/発表者名
      K. Yamashita, R. Miyazaki, Y. Kataoka, T. Nakanishi, Y. Hasegawa, M. Nakano, T. Yamamura, T. Kajiwara
    • 雑誌名

      DaltonTrans

      巻: 42 ページ: 1987-1990

  • [雑誌論文] Magnetic entropy change and relative cooling power of Gd_3Ni_6A_l2 and Tb_3Ni_6Al_2 compounds2013

    • 著者名/発表者名
      D. X. Li, S. Nimori ,D. Aoki
    • 雑誌名

      Solid State Communs

      巻: 156 ページ: 54-58

  • [雑誌論文] Giant and isotropic low temperature magnetocaloric effect in magnetic semiconductor EuSe2013

    • 著者名/発表者名
      D. X. Li, T. Yamamura, S. Nimori, Y. Homma,F. Honda ,D. Aoki
    • 雑誌名

      Appl. Phys. Lett

      巻: 102 ページ: 152409 1-4

  • [雑誌論文] Competition between Magnetic Ordering and Random Spin Freezing in Dy_2PtS_32013

    • 著者名/発表者名
      D. X. Li, T. Yamamura, Y. Homma, K. Yubuta, T. Shikama, D. Aoki
    • 雑誌名

      Journal of the Korean Physical Society

      巻: (in press)

  • [雑誌論文] Correlation between slow magnetic relaxation and the coordination structures of a family of linear trinuclear Zn(II)-Ln(III)-Zn(II) complexes (Ln= Tb, Dy, Ho, Er, Tm and Yb)2012

    • 著者名/発表者名
      M. Maeda,S. Hino, K. Yamashita, Y.Kataoka, M. Nakano, T. Yamamura, T. Kajiwara
    • 雑誌名

      Dalton Trans

      巻: 41巻 ページ: 13640- 13648

    • DOI

      DOI:10.1039/ c2dt31399e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Randomspin freezing in single crystalline Ce_2CuSi_32012

    • 著者名/発表者名
      D.X.Li
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 400巻 ページ: 32044

    • DOI

      DOI:10.1088/ 1742-6596/400/3/032044

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Magnetic ordering and magnetocaloric effect in PrPdIn and NdPdIn2012

    • 著者名/発表者名
      D. X. Li, S. Nimori,Y. Shikama
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 400 ページ: 032045 1-4

  • [雑誌論文] ウラン電池からバナジウム固体塩電池(VSSB)へ2011

    • 著者名/発表者名
      山村朝雄、大田卓
    • 雑誌名

      放射化学ニュース

      巻: 24巻 ページ: 61-66

    • URL

      http://www.radiochem.org/rad-nw/rad_nw24.pdf

  • [雑誌論文] Vanadium solid-salt battery: Solid state with two redox couples2011

    • 著者名/発表者名
      Tomoo Yamamura, Xiongwei Wu, Suguru Ohta, Kenji Shirasaki, Hiroki Sakuraba,Isamu Satoh, Tatsuo Shikama
    • 雑誌名

      J. Power Sources

      巻: 196巻 ページ: 4003-4011

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multi-path magnetic relaxation of Mono-Dysprosium(III)single-molecule magnet with extremely high barrier2011

    • 著者名/発表者名
      A. Watanabe, A. Yamashita, M. Nakano, T. Yamamura, T. Kajiwara
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J

      巻: 17 ページ: 7428-7432

  • [雑誌論文] Wheel-Shaped ErIIIZnII3 Single-Molecule Magnet: A Macrocyclic Approach to Designing Magnetic Anisotropy2011

    • 著者名/発表者名
      A. Yamashita, A. Watanabe, A. Akine, T. Nabeshima, M. Nakano, T. Yamamura,T. Kajiwara
    • 雑誌名

      Angew. Chem

      巻: 50 ページ: 4016-4019

  • [雑誌論文] Magnetic anisotropy and spin-glass behavior in single crystalline U_2PdSi_32011

    • 著者名/発表者名
      D. X. Li, A. Kimura, Y. Haga, S. Nimori,T. Shikama
    • 雑誌名

      J. Phys.: Condens. Matter

      巻: 23 ページ: 076003 1-7

  • [雑誌論文] Evidence for spin-glass state in nonmagnetic atom disorder compound Pr_2AgIn_32011

    • 著者名/発表者名
      D. X. Li, T. Yamamura, K. Yubuta, S. Nimori, Y. Haga, T. Shikama
    • 雑誌名

      Journal of Physics: Conference Series

      巻: 320 ページ: 012041 1-6

  • [雑誌論文] In-Situ High-Energy X-Ray Diffuse-Scattering Study of the Phase Transition of Ni2MnGa Single Crystal under High Magnetic Field2010

    • 著者名/発表者名
      G. Wang, Y. D. Wang, Y. Ren, D X. Li, Y. D. Liu, P. K. Liaw
    • 雑誌名

      Metallurgical and Materials Transactions A-Physical Metallurgy and Materials Science

      巻: 41A ページ: 1269-1275

  • [雑誌論文] Giant and anisotropic magnetocaloric effect in antiferromagnetic single crystalline DySb2010

    • 著者名/発表者名
      D. X. Li, S. Nimori, T. Shikama
    • 雑誌名

      Solid State Communs

      巻: 150 ページ: 1865-1868

  • [学会発表] Concentration dependence of " standard rate constant " of Vanadium redox couples: Concentration overpotential in VSSB2012

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamura
    • 学会等名
      IUPAC 8th Int. Conf. on Novel Mater. and Syn. (NMS- VIII) & 22nd Int. Symp. on Fine Chem. and Functional Polymer(招待講演)
    • 発表場所
      Xi'an, China
    • 年月日
      2012-10-17
  • [学会発表] 希土類パイロクロア型複合酸化物の水熱合成2012

    • 著者名/発表者名
      山村朝雄
    • 学会等名
      原子力学会「2012年秋の大会」
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2012-09-20
  • [学会発表] Proposal of vanadium solid-electrolyte battery2010

    • 著者名/発表者名
      T. Yamamura, X. Wu, I. Satoh, T. Shikama
    • 学会等名
      218th ECS Meeting
    • 発表場所
      Las Vegas, NV, USA
    • 年月日
      2010-10-12
  • [産業財産権] バナジウムレドックス電池及びその運転方法2013

    • 発明者名
      山村朝雄,坂本清志,吉田茂樹
    • 権利者名
      山村朝雄,坂本清志,吉田茂樹
    • 産業財産権番号
      特許、特願2013-073613
    • 出願年月日
      2013-03-29
  • [産業財産権] バナジウムレドックス電池及びその運転方法2013

    • 発明者名
      山村朝雄,坂本清志,弦巻武久,吉田茂樹
    • 権利者名
      山村朝雄,坂本清志,弦巻武久,吉田茂樹
    • 産業財産権番号
      特許、特願2013-073614
    • 出願年月日
      2013-03-29
  • [産業財産権] 固体活物質を含むバナジウム電池2012

    • 発明者名
      山村朝雄
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権番号
      特許、特願2012-074806号
    • 出願年月日
      2012-03-28
  • [産業財産権] 二次電池2012

    • 発明者名
      山村朝雄,佐藤伊佐務
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権番号
      特許、特願2012-038057号
    • 出願年月日
      2012-02-23
  • [産業財産権] 二次電池2012

    • 発明者名
      山村朝雄,佐藤伊佐務
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権番号
      特許、特願2012-007709号
    • 出願年月日
      2012-01-18
  • [産業財産権] 電池及びその方法2012

    • 発明者名
      山村朝雄,佐藤伊佐務
    • 権利者名
      東北大学
    • 産業財産権番号
      特許、特願2012-007125号
    • 出願年月日
      2012-01-17

URL: 

公開日: 2014-08-29   更新日: 2014-09-05  

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