• 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

2013 年度 実績報告書

触媒フリーケイ素ナノワイヤーの形成とリチウムイオン電池負極応用の研究

研究課題

研究課題/領域番号 23510128
研究機関三重大学

研究代表者

小海 文夫  三重大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (40345997)

キーワードケイ素 / 酸化ケイ素 / ナノワイヤー / レーザー蒸発 / 合成 / 構造解析 / リチウムイオン電池
研究概要

This research consists of two major parts. First, we synthesized and characterized silicon oxide nanowires (SiOx NWs)
having Si nanoparticles (Si NPs) at their tips to investigate the growth mechanism of the NWs. Second, we evaluated the NWs as anodes of lithium ion battery (LIBs).
Products from the laser vaporization of targets of four types, Si, 50/50 Si/SiO2, 10/90 Si/SiO2, and SiO2, without the addition of any metal catalysts in the presence of high-pressure Ar gas were characterized by transmission electron microscopy and related techniques. Amorphous SiOx NWs were only observed for the products from the Si and Si/SiO2 targets. We proposed a novel mechanism for the growth of the NWs, in which nuclei of the NWs are formed on the Si-rich molten SiOx NPs due to precipitation of SiOx via its supersaturation. We also found that crystalline germanium NWs surrounded amorphous carbon layers having NPs at their tips were able to be grown.
For the evaluation of the SiOx NWs as anodes of LIBs, we used a liquid electrolyte composed of ethylene carbonate, diethylene carbonate, and so on. From the measurement of the charge-discharge curves, charge and discharge capacities were found to be about 1100 mAh/g, which are more than three times of those of commercially available LIBs, over 90 cycles.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (3件)

  • [雑誌論文] ケイ素触媒による非晶質酸化ケイ素ナノワイヤーの成長2014

    • 著者名/発表者名
      小海文夫、櫻井公人、小林慶太、保田英洋
    • 雑誌名

      大阪大学超高圧電子顕微鏡センター2013年度年報

      巻: 印刷中 ページ: 印刷中

  • [雑誌論文] Silicon-catalyzed growth of amorphous SiOx nanowires by laser vaporization of Si and Si/SiO22013

    • 著者名/発表者名
      Keita Kobayashi, Fumio Kokai, Naoto Sakurai, Hidehiro Yasuda
    • 雑誌名

      Journal of Physical Chemistry C

      巻: 117 ページ: 25169-25174

    • DOI

      dx.doi.org/10.1021/jp409039x

    • 査読あり
  • [学会発表] レーザー蒸発法によるケイ素ナノ粒子からの非晶質酸化ケイ素ナノワイヤーの成長とその機構2014

    • 著者名/発表者名
      小林慶太、保田英洋、小海文夫、櫻井公人
    • 学会等名
      日本金属学会2014年春期講演大会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      20140321-20140323
  • [学会発表] Catalyst-free growth of some one-dimensional nanostructures and the proposal of a novel growth mechanism2013

    • 著者名/発表者名
      Fumio Kokai, Yuuki Asano, Toshihiko Kimura, Akihiro Shinya, Akira Koshio
    • 学会等名
      12th International Conference on Laser Ablation
    • 発表場所
      Italy, Ischia
    • 年月日
      20131006-20131011
  • [学会発表] レーザー蒸発法による酸化ケイ素ナノワイヤーの形成とリチウムイオン電池負極材としての性質2013

    • 著者名/発表者名
      櫻井公人、水越文一、松井雅樹、小塩明、今西誠之、小林慶太、保田英洋、小海文夫
    • 学会等名
      第74回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      同志社大学
    • 年月日
      20130916-20130920

URL: 

公開日: 2015-05-28  

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