研究課題
マクロ多孔性ゲルの作製 塩化鉄(III)六水和物、正リン酸、塩化リチウムを出発物質とするリン酸鉄リチウム組成のマクロ多孔性ゲルを、前年度と同様の手法で作製した。数種の金属を鉄と置き換える他、オキソ酸成分の一部をケイ酸に同形置換することも試みたが、特性の向上は限られていたため、鉄に替えてチタンを含む組成へ検討の対象をシフトした。特に窒素をドープしたチタニア多孔体を相分離を伴う非水系ゾル－ゲル法によって作製し、リチウムイオン電池負極としての特性を評価したところ、窒素ドープと共に電極容量が増加することが分かった。また、チタン酸リチウム多孔体の代替合成手法として、制御されたマクロ孔を有するチタニア多孔体を水酸化リチウム水溶液中で熱処理し、空気中で焼成することにより、表面に花弁状構造を有するチタン酸リチウム多孔体を作製した。得られた試料のリチウムイオン電池およびナトリウムイオン電池負極としての性能評価を行った。ナトリウムイオン電池負極として用いた場合は、リチウムイオン電池負極として用いた場合に比べ、レート特性が著しく低下するが、作動温度を上昇させることでレート特性を改善できることが分かった。還元雰囲気下での熱処理 制御されたマクロ孔を有するチタニア多孔体をアンモニア気流中で熱処理することにより、多孔性窒化チタンモノリスを作製した。得られた試料をバインダーフリーのモノリス型電極として用い、窒化チタンの疑似容量の発現メカニズムについて調べた。様々な電解液を用いて電気化学測定を行った結果、電解液中のベアのイオンサイズと疑似容量との間に関係があることが分かった。また、サイクル試験の結果、様々な電解液中における窒化チタン電極の劣化に関する知見を得た。
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