シリコンチップ埋め込み超微小リチウム2次電池の構成と高機能化に関する研究

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22550167
• 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: 法政大学
• 研究代表者: 栗山 一男 法政大学, 理工学部, 教授 (20125082)
• 研究分担者: 串田 一雅 大阪教育大学, 教育学部, 准教授 (80372639)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 超微小電池 / リチウム2次電池 / シリコンチップ埋め込み

研究概要

シリコン超LSI技術を駆使し、300ミクロン平方のAu/LiMn2O4(正極)/過塩素酸リチウム添加ポリメタル酸メチル樹脂(固体電解質)/多結晶シリコン(負極)構造をシリコン基板に埋め込んだ微小リチウム2次電池の開発を行った。充電電流3nA、放電電流10pA時の放電容量は3.7nAh/cm2であった。シリコン負極へのリチウムイオンの挿入・脱着過程における負極表面の構造変化を電子顕微鏡を用い原子レベルで観測した。

研究成果

• [雑誌論文] Three hundred micronsquared all-solid-state Li ionsecondary battery fabricated by Sivery large scale integrationtechnology (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yamada, T. Nozaki, K. Kuriyama,K.Kushida
  • 雑誌名: J. Alloy Compounds 巻: 551巻 ページ: 44-47
  • 査読あり
• [雑誌論文] 髪の毛サイズの超微細リチウム電池の開発とそのマテリアルの性質 (2012)
  • 著者名/発表者名: 串田一雅、栗山一男
  • 雑誌名: Material Stage 巻: 12巻 ページ: 43-46
• [雑誌論文] Origins oflow resistivity in Al ion-implantedZnO bulk single crystals (2011)
  • 著者名/発表者名: T. Oga, Y. Izawa, K. Kuriyama, K.Kushida, and A. Kinomura
  • 雑誌名: J. Appl. Phys 巻: 109巻
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluation of zincinterstitial in Si-ion implanted ZnObulk single crystals by a Rutherfordbackscattering study: An origin of lowResistivity (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Izawa, K. Matsumoto, K. Kuriyama,K.Kushida
  • 雑誌名: Nucl. Instrum. Methods B 巻: 268巻 ページ: 2104-2106
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electronic structuraldifference between Li7VN4and Li7MnN4due to the replacement of V with Mn: Asimulation by a discrete variational Xα method (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kushida,Y. Ichihashi, Y. Suzuki, K.Kuriyama
  • 雑誌名: Physica B 巻: 405巻 ページ: 2305-2310
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ramanscattering from the filled tetrahedralsemiconductor LiMgAs (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kuriyama, Y. Yamashita, Y. Suzuki,K.Matsumoto, K. Kushida
  • 雑誌名: 29thInternational Conference on thePhysics of Semiconductors, AIPConference Proceedings 巻: 1199巻 ページ: 67-68
  • 査読あり
• [雑誌論文] Persistent photoconductivityand photo-responsible defect in 30MeV-electron irradiated singlecrystal ZnO (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Kuriyama, K. Matsumoto, K. Kushida,Q. Xu
  • 雑誌名: 29th InternationalConference on the Physics ofSemiconductors, AIP ConferenceProceedings 巻: 1199巻 ページ: 89-90
  • 査読あり
• [学会発表] リチウム二次電池正極材料Li8SiN4の結晶作成と物性評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 山下大輝、桑野慎一、栗山一男、串田一雅
  • 学会等名: 60回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2013-03-28
• [学会発表] LiMg0.9Zn0.1Nの結晶作成と物性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上裕輔、桑野慎一、栗山一男、串田一 雅
  • 学会等名: 59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] リチウム2次電池正極材料L8GeN4の結晶作成と物性評価 (2012)
  • 著者名/発表者名: 桑野慎一、青山晴宣、栗山一男、串田一雅
  • 学会等名: 59回応用物理学関係連合講演会
  • 発表場所: 早稲田大学
  • 年月日: 2012-03-17
• [学会発表] Synthesis and some physicalproperties of Li7V0.5Mn0.5N4、Int. (2011)
  • 著者名/発表者名: Y. Suzuki, Y. Inoue, K. Kuriyama, K.Kushida
  • 学会等名: Conf.Materials for Advanced Technology(ICMAT 2011)
  • 発表場所: Singapore
  • 年月日: 20110626-0701
• [学会発表] Li7V0.5Mn0.5N4の結晶作成と物性評価、 (2011)
  • 著者名/発表者名: 井上裕輔、鈴木優平、栗山一男、串田一雅
  • 学会等名: 第58回応用物理学関係連合講演会、
  • 発表場所: 神奈川工科大学
  • 年月日: 2011-03-26
• [学会発表] Growth and Raman scattering ofdisordered Li8GeN4、 (2010)
  • 著者名/発表者名: H. Aoyama, Y. Suzuki, K. Kuriyama, K.Kushida
  • 学会等名: 第16回結晶成長国際会議
  • 発表場所: 中国・北京
  • 年月日: 2010-08-12
• [学会発表] Growth and some physical properties ofβandγ-Li7VN4containing isolated VN4tetrahedra (2010)
  • 著者名/発表者名: Y. Suzuki, K. Kuriyama, K. Kushida
  • 学会等名: 第16回結晶成長国際会議
  • 発表場所: 中国・北京
  • 年月日: 2010-08-12