2019 Fiscal Year Annual Research Report
Preparation of silicon nanocluster-supporting porous carbon sphere negative electrode with high lithiation capacity
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16K06734
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| Research Institution | Gunma National College of Technology |
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Principal Investigator |
太田 道也 群馬工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (40168951)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | Siナノ粒子 / Sn / 無電解メッキ / 放電容量 / Si-O結合 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１）研究の具体的内容：1年の補助事業期間延長によって平成30年度実施予定を継続した。課題は、平成29年度にSiナノ粒子担持炭素を負極として作製したコイン型セルの充放電特性を測定したところ、Siナノ粒子表面にSi-O結合の存在が懸念されたことから、Si‐O 結合の生成を抑制する条件に焦点を絞って検討することにした。具体的にSi-O結合の生成を抑制する方法として、炭素小球体内のSiナノ粒子に外部から酸素が拡散しないように炭素被膜またはスズ(Sn)の被膜の形成ならびにSiナノ粒とマグネシウムの共存を検討した。その結果、炭素小球体表面への無電解メッキによるSnの被膜調製法以外の方法では相対的にSi含有率が低下して電池特性はあまり改善されなかった。Snの被膜調製法では、X線光電子分光法(XPS)による数nmの深さまでの測定結果として488eVにSn 3dに由来するピークが検出され、表面層にSn層が形成されていることが確認できた。この測定ではSn-O結合に由来するピークは検出されず、X線回折法でも低感度ながらもSn単体に帰属する回折線が検出された。Snはリチウムと合金を生成する半金属元素でもあることから、コイン型セルを作製して測定した初回充電容量が790 mAh/gとなり、この方法が適していることがわかった。12月以降の新型コロナウィルスの影響により研究の継続が困難となり、電池特性については、今後、コイン型セルの充放電特性を詳しく調べるとともに、サイクル特性やレート特性等を調べて放電容量に及ぼすSiナノ粒子の効果を調べる必要がある。
2)意義と重要性：計画通りの結果が得られれば、有機シランの熱分解法で粒径が小さくて表面にSi-O結合の生成が抑制されたSiナノ粒子の調製が可能であることと、電極としては高い放電容量でサイクル特性やレート特性に特徴的な高い電池特性が測定されると期待される。
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Research Products
(3 results)
