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研究分野別サイレントキーワード
「リチウムイオン電池」サイレントキーワードを含む研究
【環境学】環境保全学:リユースリチウムイオン電池を含む研究件
❏システム安全としてのリチウムイオン電池の安全設計手法の構築(15K12469)
【研究テーマ】社会システム工学・安全システム
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】平尾 雅彦 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (80282573)
【キーワード】システム安全 / 製品安全設計 / リチウムイオン電池 / ライフサイクル / フォルトツリー解析 (他14件)
【概要】リチウムイオン電池のライフサイクルを考慮した安全設計手法の開発のために、製品事故事例を調査を行った。最も事故例の大きい内部短絡事象について故障の木解析(FTA)による安全性分析と熱化学的現象シミュレーションを行った。短絡時の電極材料の不動態化のような本質安全設計の重要性を明らかにした。リチウムイオン電池の設計者のための安全設計アクティビティモデルを示すとともに、電池製造者、製品製造者、使用者が異な...
❏リサイクルによるレアメタル分離回収新技術の総合システム化に関する研究(22246118)
【研究テーマ】リサイクル工学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2010-04-01 - 2013-03-31
【研究代表者】藤田 豊久 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70124617)
【キーワード】廃棄物資源化 / 廃棄物処理 / リサイクル / 資源開発工学 / レアメタル (他14件)
【概要】リサイクルによるレアメタル回収新技術として以下の選択破砕、物理選別、化学処理の技術を研究した。RFIDによる部品管理、ラマン分光による黒色材料のソーター選別、リサイクルの前処理として水中爆砕と機械破砕を組み合わせた選択的材料剥離、電子基板の炭化法による臭素除去と共に銅薄膜の回収および実装部品の熱処理と物理選別によるタンタルとニッケル回収、リチウムイオン電池からのコバルトとリチウム回収、廃超硬工具か...
【数物系科学】物理学:磁性リチウムイオン電池を含む研究件
❏イオンインターカレーションによる中性錯体分子結晶の磁気秩序制御(16K05738)
【研究テーマ】機能物性化学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】谷口 耕治 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (30400427)
【キーワード】リチウムイオン電池 / MOF / 電気的磁性制御 / イオニクス / 分子磁性 (他11件)
【概要】現在の代表的な蓄電デバイスであるリチウムイオン電池のシステムを、単なるエネルギー貯蔵システムとしてではなく、バルク物質に対する新しい高密度電子量制御システムとして捉える観点から、電気的磁性制御に取り組んだ。その結果、リチウムイオン電池の放電操作を介した電子ドーピングにより、錯体集積体の架橋分子上にラジカルスピンを選択的に発生させ、人工的な磁気秩序を誘起出来ることを明らかにした。また、独自に開発した...
❏遷移金属化合物表面における特異なスピン・電荷・軌道状態の分光研究(25400356)
【研究テーマ】物性Ⅱ
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】溝川 貴司 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90251397)
【キーワード】遷移金属化合物 / スピン・電荷・軌道 / 光電子分光 / X線吸収分光 / 表面・界面 (他21件)
【概要】リチウムイオン電池の正極材料として広く利用されているコバルト酸リチウムとその関連物質において、酸素1sX線吸収分光によって酸素2pホールが重要な役割を果たしていることを見出した。一方、三角格子を持つイリジウムテルライドでは、イリジウム5dホールとテルル5pホールが示すストライプ状の電荷・軌道秩序の性質をX線散乱および角度分解光電子分光によって解明し、さらに電荷・軌道秩序が抑制された超伝導相において...
【数物系科学】物理学:強相関電子系リチウムイオン電池を含む研究件
❏エピタキシャル薄膜が実現する二次元NbO2超伝導面の解明(20K15169)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】相馬 拓人 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (50868271)
【キーワード】超伝導 / 強相関電子系 / 電気化学 / リチウムイオン電池 / 二次元物質 (他12件)
【概要】本研究は,二次元NbO2超伝導層の全貌を明らかにする研究である。初年度である昨年度には,その舞台となる二次元NbO2層を持つLi1-xNbO2の薄膜合成法を確立し,電子構造と二次元超伝導の観測に成功した。その結果,本研究の第一の目標である"NbO2超伝導層が理想的である"ことが証明され,本年度にPhysical Review B誌に原著論文が掲載された。 また本年度は,第二の目標で...
❏イオンインターカレーションによる中性錯体分子結晶の磁気秩序制御(16K05738)
【研究テーマ】機能物性化学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】谷口 耕治 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (30400427)
【キーワード】リチウムイオン電池 / MOF / 電気的磁性制御 / イオニクス / 分子磁性 (他11件)
【概要】現在の代表的な蓄電デバイスであるリチウムイオン電池のシステムを、単なるエネルギー貯蔵システムとしてではなく、バルク物質に対する新しい高密度電子量制御システムとして捉える観点から、電気的磁性制御に取り組んだ。その結果、リチウムイオン電池の放電操作を介した電子ドーピングにより、錯体集積体の架橋分子上にラジカルスピンを選択的に発生させ、人工的な磁気秩序を誘起出来ることを明らかにした。また、独自に開発した...
【数物系科学】地球惑星科学:オリビンリチウムイオン電池を含む研究件
❏局在電子系における異常電極活性(19205027)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2007 - 2010
【研究代表者】山田 淳夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30359690)
【キーワード】リチウム電池 / 正極 / 拡散 / 相分離 / 局在電子 (他10件)
【概要】従来電池の電極としては機能しないとされてきた絶縁性物質に焦点をあて、良好な特性を示す複数の新規材料を提示し、その構造決定を行った。原子レベルでの異方的なイオンの振る舞いやその凝集の様子、さらにはその速度について実験的に明らかにした。これらを粒子サイズに依存する熱力学現象と捉え、解釈を行った。 ...
❏トリフィライト系列化合物の構造・電極活性相関(16350108)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2004 - 2006
【研究代表者】山田 淳夫 東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 助教授 (30359690)
【キーワード】リチウム電池 / 大型電池 / 鉄 / 正極 / オリビン (他12件)
【概要】オリビン型Li_x(Mn_yFe_<1-y>)PO_4において、リチウムイオン電池正極としての機能させる際のMn固溶に伴う著しい失活が起こることが知られている一方で、y<0.05程度の少量置換では逆に電極活性が向上するという報告がある。X線回折、磁化率測定、メスバウア分光によって同定を行った後、高エネルギー加速器研究機構中性子実験施設VEGA、HITにおける回折および全散乱実験を...
【数物系科学】地球惑星科学:相分離リチウムイオン電池を含む研究件
❏遷移金属化合物表面における特異なスピン・電荷・軌道状態の分光研究(25400356)
【研究テーマ】物性Ⅱ
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】溝川 貴司 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90251397)
【キーワード】遷移金属化合物 / スピン・電荷・軌道 / 光電子分光 / X線吸収分光 / 表面・界面 (他21件)
【概要】リチウムイオン電池の正極材料として広く利用されているコバルト酸リチウムとその関連物質において、酸素1sX線吸収分光によって酸素2pホールが重要な役割を果たしていることを見出した。一方、三角格子を持つイリジウムテルライドでは、イリジウム5dホールとテルル5pホールが示すストライプ状の電荷・軌道秩序の性質をX線散乱および角度分解光電子分光によって解明し、さらに電荷・軌道秩序が抑制された超伝導相において...
❏局在電子系における異常電極活性(19205027)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2007 - 2010
【研究代表者】山田 淳夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30359690)
【キーワード】リチウム電池 / 正極 / 拡散 / 相分離 / 局在電子 (他10件)
【概要】従来電池の電極としては機能しないとされてきた絶縁性物質に焦点をあて、良好な特性を示す複数の新規材料を提示し、その構造決定を行った。原子レベルでの異方的なイオンの振る舞いやその凝集の様子、さらにはその速度について実験的に明らかにした。これらを粒子サイズに依存する熱力学現象と捉え、解釈を行った。 ...
【数物系科学】天文学:超伝導リチウムイオン電池を含む研究件
❏エピタキシャル薄膜が実現する二次元NbO2超伝導面の解明(20K15169)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】相馬 拓人 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (50868271)
【キーワード】超伝導 / 強相関電子系 / 電気化学 / リチウムイオン電池 / 二次元物質 (他12件)
【概要】本研究は,二次元NbO2超伝導層の全貌を明らかにする研究である。初年度である昨年度には,その舞台となる二次元NbO2層を持つLi1-xNbO2の薄膜合成法を確立し,電子構造と二次元超伝導の観測に成功した。その結果,本研究の第一の目標である"NbO2超伝導層が理想的である"ことが証明され,本年度にPhysical Review B誌に原著論文が掲載された。 また本年度は,第二の目標で...
❏遷移金属化合物表面における特異なスピン・電荷・軌道状態の分光研究(25400356)
【研究テーマ】物性Ⅱ
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2013-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】溝川 貴司 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (90251397)
【キーワード】遷移金属化合物 / スピン・電荷・軌道 / 光電子分光 / X線吸収分光 / 表面・界面 (他21件)
【概要】リチウムイオン電池の正極材料として広く利用されているコバルト酸リチウムとその関連物質において、酸素1sX線吸収分光によって酸素2pホールが重要な役割を果たしていることを見出した。一方、三角格子を持つイリジウムテルライドでは、イリジウム5dホールとテルル5pホールが示すストライプ状の電荷・軌道秩序の性質をX線散乱および角度分解光電子分光によって解明し、さらに電荷・軌道秩序が抑制された超伝導相において...
【総合理工】エネルギー学:インターカレーション電極リチウムイオン電池を含む研究件
❏光/化学エネルギー変換に基づく光イオニクスデバイスの創成(19H02808)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】平山 雅章 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (30531165)
【キーワード】光電気化学材料 / インターカレーション / 全固体電池 / リチウムイオン電池 / インターカレーション電極 (他8件)
【概要】光/化学エネルギー変換によるエネルギー貯蔵(充電)と化学/電気エネルギー変換によるエネルギー放出(放電)を単一デバイスで動作させることを目指して,全固体光イオニクスデバイスを薄膜合成法により構築した.光電気化学測定および界面構造解析から,光照射によりn型半導体正極からリチウムが脱離することで充電できることを実証した.さらに,光照射で懸念される分解反応も生じず,極めて可逆的に光充電と放電反応が進行し...
❏光/化学エネルギー変換によるリチウムイオン貯蔵放出現象の開拓(16K05929)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】平山 雅章 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (30531165)
【キーワード】電気化学材料 / 半導体光電極 / インターカレーション / リチウム電池 / 全固体電池 (他8件)
【概要】本研究では,エピタキシャル膜モデル電極で光エネルギー変換によるリチウム脱挿入を調べた. n型半導体TiO2およびMoO3膜の界面構造観察からエネルギー準位図を作成することで,光リチウム脱挿入の反応因子を抽出し,フラットバンド電位と脱挿入電位の大小関係が光活性と関連することを明らかにした.TiO2/Li3PO4界面では,光照射による温度上昇を無視できる条件で,光リチウム脱離により非照射条件と比べ,3...
【総合理工】エネルギー学:層状酸化物リチウムイオン電池を含む研究件
❏安定な酸素レドックス反応を発現する新規正極材料の開発(20J14291)
【研究テーマ】
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2020-04-24 - 2022-03-31
【研究代表者】
【キーワード】電池 / リチウムイオン電池 / 正極 / 層状 / 酸化物 (他10件)
【概要】リチウムイオン電池の高エネルギー密度化を実現するため、新規正極材料の開発が求められている。特に近年、遷移金属の酸化還元反応に加えて酸化物イオンの酸化還元反応(酸素レドックス)を利用することで高容量を発現する層状酸化物が注目されている。しかし従来の酸素レドックス材料では、遷移金属がリチウム層に移動することで性能が大幅に低下するため、実用化が困難であった。そこで本研究では、酸化物イオンの配列を制御する...
❏アニオン駆動型蓄電デバイスの開発(18K19124)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2021-03-31
【研究代表者】大久保 將史 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20453673)
【キーワード】電池 / 酸化物 / 電気化学 / 蓄電池 / 軟X線発光 (他9件)
【概要】アニオン駆動型蓄電デバイスの開発を目指し、酸化物イオンを電極反応に活用する方法論について、基盤的知見を構築した。例えば、酸化物イオンを可動イオンとするトポタクティック電極反応をルチル構造に見出し、酸化物イオンロッキングチェア電池の可能性を見通した。一方、酸化物イオンを酸化還元中心とする電極材料の開発にも取り組み、酸化物イオンをエネルギー損失無く酸化還元するための電子状態制御、構造制御の指針を得た。...
【総合理工】エネルギー学:電極/電解液界面リチウムイオン電池を含む研究件
❏第一原理計算と溶液理論を用いたリチウムイオン電池の電荷移動反応の研究(20K15376)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】春山 潤 東京大学, 物性研究所, 助教 (80772003)
【キーワード】第一原理計算 / 金属/水界面 / 燃料電池 / リチウムイオン電池 (他11件)
【概要】金属/水溶液界面は様々な電気化学反応の起こる舞台であり, 金属表面上の水分子の振る舞いを理解・予測することは, 電気化学デバイスの性能向上に必要となる. 例えば燃料電池の変換効率は各電極で起こる水素・酸素発生反応における反応中間体の安定性が重要と考えられ, 金属表面における水の基礎的性質を明らかにすることで変換効率上昇への貢献が期待できる. 昨年度は研究開始次年度として, Pt(111)表面の吸着...
❏第一原理計算による全固体リチウムイオン電池の正極/電解質界面の研究(16K17969)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】春山 潤 東京大学, 物性研究所, 助教 (80772003)
【キーワード】電極/電解質界面 / 第一原理計算 / Liイオン電池 / 全固体電池 (他15件)
【概要】本研究では第一原理計算を用いて全固体型LIBの正極/電解質界面の微視的情報から抵抗の発生機構の解明を目的とした. 正極/電解質界面における交換欠陥の形成エネルギーから発生頻度の高い構造を調べ, LiCoO2/Li3PS4界面のCo原子はP siteを経由して拡散できることを示した. また液体型LIBのグラファイト電極/電解液界面における電荷移動反応の密度汎関数理論+溶液理論計算を行い, その活性化...
【総合理工】ナノ・マイクロ科学:正極材料リチウムイオン電池を含む研究件
❏準安定組成領域にある遷移金属ドープ酸化リチウムの単一相合成と充放電特性(17H03530)
【研究テーマ】エネルギー学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】日比野 光宏 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 研究員 (20270910)
【キーワード】リチウムイオン電池 / 正極材料 / 酸化リチウム / 遷移金属ドープ / 遷移金属ドープ酸化リチウム (他9件)
【概要】種々の遷移金属をドープした酸化リチウム中では電気化学的な酸化物イオン/過酸化物イオンのレドックスが進行することが知られており,軽量な酸素種のレドックスを利用するため二次電池正極として重量当たりの大きな容量が期待されている.これら遷移金属ドープ酸化リチウムは準安定相と考えられており,固相法などでの合成が困難なことから遊星ボールミルを用いたメカノケミカル手法で合成されている.しかしこれまでに目的物の純...
❏ナノ正極材料におけるリチウムイオン拡散現象への界面効果の解析(20810029)
【研究テーマ】ナノ材料・ナノバイオサイエンス
【研究種目】若手研究(スタートアップ)
【研究期間】2008 - 2009
【研究代表者】大久保 将史 (大久保 將史) 独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 研究員 (20453673)
【キーワード】リチウムイオン2次電池 / 電極 / ナノサイズ効果 / 正極材料 / ナノ粒子 (他7件)
【概要】リチウムイオン2次電池の高性能化のために電極材料のナノ化を行い、表面積の増加に伴う電気化学特性の変化を解明した。LiCoO_2については、ナノ化に伴い表面近傍のコバルトが還元されており、15nm以下のナノ化は容量・電位の低下により電極特性の劣化が著しいことが分かった。LiMn_2O_4については、ナノ化に伴い構造変化が緩和し、バルク材料では利用できない酸化還元反応についても利用可能になることを明ら...
【総合理工】応用物理学:固体電気化学リチウムイオン電池を含む研究件
❏イオンインターカレーションによる中性錯体分子結晶の磁気秩序制御(16K05738)
【研究テーマ】機能物性化学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】谷口 耕治 東北大学, 金属材料研究所, 准教授 (30400427)
【キーワード】リチウムイオン電池 / MOF / 電気的磁性制御 / イオニクス / 分子磁性 (他11件)
【概要】現在の代表的な蓄電デバイスであるリチウムイオン電池のシステムを、単なるエネルギー貯蔵システムとしてではなく、バルク物質に対する新しい高密度電子量制御システムとして捉える観点から、電気的磁性制御に取り組んだ。その結果、リチウムイオン電池の放電操作を介した電子ドーピングにより、錯体集積体の架橋分子上にラジカルスピンを選択的に発生させ、人工的な磁気秩序を誘起出来ることを明らかにした。また、独自に開発した...
❏リチウム電池用電極材料の二相共存反応における核発生と相境界移動メカニズムの解明(23750249)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2011 - 2012
【研究代表者】大久保 將史 独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 主任研究員 (20453673)
【キーワード】電気化学 / リチウムイオン電池 / 相転移 / リチウムイオン2次電池 / 固体電気化学
【概要】本研究では、研究テーマとして「リチウム電池用電極材料の二相共存反応における核発生と相境界移動メカニズムの解明」を設定し、界面が核発生・成長メカニズムに与える影響を明らかにすることにより、高速 Li 脱挿入を可能とする材料設計の指針を確立することを目指して研究活動を行った。核発生、相成長のメカニズムを電気化学的に探るためにモデルの構築を行い、2相共存状態におけるリチウムイオン挿入は核発生・成長に支配...
【総合理工】応用物理学:負極材料リチウムイオン電池を含む研究件
❏レーザ照射によるSi-in-C複合ナノワイヤ生成と次世代Liイオン電池への応用(21K18681)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2021-07-09 - 2023-03-31
【研究代表者】閻 紀旺 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40323042)
【キーワード】レーザ照射 / ナノ粒子 / ナノファイバー / シリコン / カーボン (他8件)
【概要】電気自動車やスマートハウスの普及に伴い,リチウムイオン電池の高容量化が求められている.従来の炭素電極の代わりに高容量化の見込めるシリコン負極の研究が進められているが,シリコン負極は充電時に体積膨張が生じるため,充放電を繰り返すとシリコン膜が崩壊する問題がある.本研究では,半導体産業から大量に排出させるシリコンスラッジに適量な炭素粉末を混合させ,高出力レーザを照射することによりシリコンと炭素からなる...
❏大環状芳香族分子のナノ細孔性固体のリチウムイオン電池負極材料への応用(19H02552)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】佐藤 宗太 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 特任教授 (40401129)
【キーワード】リチウムイオン電池 / 負極材料 / 大環状芳香族分子 / ナノ細孔 / 炭化水素 (他6件)
【概要】本研究では、分子性孔あきグラフェンを集積して細孔性材料を構築し、高性能リチウムイオン電池負極材料を開発することを目的としている。研究代表者の所 属する研究室が独自に開発した大環状芳香族炭化水素分子の合成法をもとに合目的分子設計を施した分子合成を行い、集積様式の制御によって、分子細孔が整然 と並んで構築された1次元ナノチャンネル構造を持つ結晶性固体を得る。X線回折およびガス吸着を併用した細孔構造評価...
【総合理工】応用物理学:光電気化学リチウムイオン電池を含む研究件
❏光/化学エネルギー変換に基づく光イオニクスデバイスの創成(19H02808)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】平山 雅章 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (30531165)
【キーワード】光電気化学材料 / インターカレーション / 全固体電池 / リチウムイオン電池 / インターカレーション電極 (他8件)
【概要】光/化学エネルギー変換によるエネルギー貯蔵(充電)と化学/電気エネルギー変換によるエネルギー放出(放電)を単一デバイスで動作させることを目指して,全固体光イオニクスデバイスを薄膜合成法により構築した.光電気化学測定および界面構造解析から,光照射によりn型半導体正極からリチウムが脱離することで充電できることを実証した.さらに,光照射で懸念される分解反応も生じず,極めて可逆的に光充電と放電反応が進行し...
❏光/化学エネルギー変換によるリチウムイオン貯蔵放出現象の開拓(16K05929)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】平山 雅章 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (30531165)
【キーワード】電気化学材料 / 半導体光電極 / インターカレーション / リチウム電池 / 全固体電池 (他8件)
【概要】本研究では,エピタキシャル膜モデル電極で光エネルギー変換によるリチウム脱挿入を調べた. n型半導体TiO2およびMoO3膜の界面構造観察からエネルギー準位図を作成することで,光リチウム脱挿入の反応因子を抽出し,フラットバンド電位と脱挿入電位の大小関係が光活性と関連することを明らかにした.TiO2/Li3PO4界面では,光照射による温度上昇を無視できる条件で,光リチウム脱離により非照射条件と比べ,3...
【総合理工】応用物理学:電荷移動反応リチウムイオン電池を含む研究件
❏第一原理計算と溶液理論を用いたリチウムイオン電池の電荷移動反応の研究(20K15376)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】春山 潤 東京大学, 物性研究所, 助教 (80772003)
【キーワード】第一原理計算 / 金属/水界面 / 燃料電池 / リチウムイオン電池 (他11件)
【概要】金属/水溶液界面は様々な電気化学反応の起こる舞台であり, 金属表面上の水分子の振る舞いを理解・予測することは, 電気化学デバイスの性能向上に必要となる. 例えば燃料電池の変換効率は各電極で起こる水素・酸素発生反応における反応中間体の安定性が重要と考えられ, 金属表面における水の基礎的性質を明らかにすることで変換効率上昇への貢献が期待できる. 昨年度は研究開始次年度として, Pt(111)表面の吸着...
❏第一原理計算による全固体リチウムイオン電池の正極/電解質界面の研究(16K17969)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】春山 潤 東京大学, 物性研究所, 助教 (80772003)
【キーワード】電極/電解質界面 / 第一原理計算 / Liイオン電池 / 全固体電池 (他15件)
【概要】本研究では第一原理計算を用いて全固体型LIBの正極/電解質界面の微視的情報から抵抗の発生機構の解明を目的とした. 正極/電解質界面における交換欠陥の形成エネルギーから発生頻度の高い構造を調べ, LiCoO2/Li3PS4界面のCo原子はP siteを経由して拡散できることを示した. また液体型LIBのグラファイト電極/電解液界面における電荷移動反応の密度汎関数理論+溶液理論計算を行い, その活性化...
【総合理工】応用物理学:電極界面リチウムイオン電池を含む研究件
❏電極界面の新規in situ分光計測法によるLiイオン電池の負極SEIの挙動解明(16K21030)
【研究テーマ】物理化学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】岩橋 崇 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (30402423)
【キーワード】電気化学 / 電気二重層 / 電極界面 / 和周波発生振動分光 / SFG (他15件)
【概要】生活に欠かせない蓄電デバイスを扱う電気化学の分野で、電解液/電極界面は電気化学反応場となる根源的なナノ領域であり、その複雑な微視的挙動の理解は当該分野の基礎・応用に跨る基本的な要請の一つである。本研究では表面・界面敏感な振動分光である赤外-可視和周波発生振動分光(SFG)を用いて電解液/電極界面構造の直接計測手法を確立し、これをLiイオン電池系を含む様々な展開することで(1)Li塩添加によるイオン...
❏次世代蓄電デバイス開発にむけての基礎研究-全固体蓄電デバイスの開発(22245035)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2010 - 2012
【研究代表者】菅野 了次 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (90135426)
【キーワード】イオン交換体 / 伝導体 / エネルギー変換 / リチウム電池 / 電極界面 (他14件)
【概要】優れた出力特性と安定性を実現する全固体蓄電デバイスの実現に向けて,要素技術となる以下の成果を得た.(1)電極/電解質固固界面に形成される空間電荷層の組成,構造と電池特性の相関を明らかにし,材料種の選択による界面制御で優れた出力特性,安定性を実現できる可能性を実証した.(2)世界最高のリチウムイオン導電率を示す超イオン伝導体Li_10GeP_2S_12を見いだし,固体電解質として優れた特性を得た....
【総合理工】応用物理学:正極活物質リチウムイオン電池を含む研究件
❏準安定組成領域にある遷移金属ドープ酸化リチウムの単一相合成と充放電特性(17H03530)
【研究テーマ】エネルギー学
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2017-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】日比野 光宏 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 研究員 (20270910)
【キーワード】リチウムイオン電池 / 正極材料 / 酸化リチウム / 遷移金属ドープ / 遷移金属ドープ酸化リチウム (他9件)
【概要】種々の遷移金属をドープした酸化リチウム中では電気化学的な酸化物イオン/過酸化物イオンのレドックスが進行することが知られており,軽量な酸素種のレドックスを利用するため二次電池正極として重量当たりの大きな容量が期待されている.これら遷移金属ドープ酸化リチウムは準安定相と考えられており,固相法などでの合成が困難なことから遊星ボールミルを用いたメカノケミカル手法で合成されている.しかしこれまでに目的物の純...
❏高速充放電リチウムイオン電池用正極に向けた強誘電体/活物質ナノコンポジットの創製(15H04126)
【研究テーマ】無機材料・物性
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】寺西 貴志 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (90598690)
【キーワード】リチウムイオン電池 / 高速充放電 / 固体電解質界面 / 強誘電体 / 分極アシスト (他11件)
【概要】次世代型車載用蓄電池に向けて,超高出力型Liイオン電池に対する需要が急速に高まりつつある.著者らは正極活物質-電解液界面における電荷移動促進を狙いとして,強誘電体ナノ粒子を人工界面層として適用した複合正極を新たに提案した.実際,チタン酸バリウムBaTiO3をLi活物質LiCoO2上に液相法により少量担持させた複合正極において,出力特性すなわち高速充放電特性を大幅に改善することに成功した.インピーダ...
【工学】材料工学:レーザー照射リチウムイオン電池を含む研究件
❏レーザ照射によるSi-in-C複合ナノワイヤ生成と次世代Liイオン電池への応用(21K18681)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2021-07-09 - 2023-03-31
【研究代表者】閻 紀旺 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40323042)
【キーワード】レーザ照射 / ナノ粒子 / ナノファイバー / シリコン / カーボン (他8件)
【概要】電気自動車やスマートハウスの普及に伴い,リチウムイオン電池の高容量化が求められている.従来の炭素電極の代わりに高容量化の見込めるシリコン負極の研究が進められているが,シリコン負極は充電時に体積膨張が生じるため,充放電を繰り返すとシリコン膜が崩壊する問題がある.本研究では,半導体産業から大量に排出させるシリコンスラッジに適量な炭素粉末を混合させ,高出力レーザを照射することによりシリコンと炭素からなる...
❏レーザ照射によるSiマイクロピラーの高速生成と次世代Liイオン電池への応用探索(17K18833)
【研究テーマ】材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2017-06-30 - 2019-03-31
【研究代表者】閻 紀旺 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40323042)
【キーワード】リチウムイオン電池 / シリコン負極 / レーザ照射 / マイクロピラー / 単結晶シリコン (他13件)
【概要】現在電子機器の消費電力の増加やスマートハウス,電気自動車などへの応用に伴い,リチウムイオン電池の高容量化が求められている.一方,半導体分野でSiウエハの生産においてワイヤソーによるインゴットの切断の際粒度がμmオーダーのSi粉末が切りくずとして大量に排出されいる.本研究では,銅箔上へ塗布された廃Si粉末へのナノ秒パルスレーザ照射を行った.その結果,Siマイクロピラーの形成に成功し,レーザフルエンス...
【工学】材料工学:電極材料リチウムイオン電池を含む研究件
❏レーザ照射によるSiマイクロピラーの高速生成と次世代Liイオン電池への応用探索(17K18833)
【研究テーマ】材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2017-06-30 - 2019-03-31
【研究代表者】閻 紀旺 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40323042)
【キーワード】リチウムイオン電池 / シリコン負極 / レーザ照射 / マイクロピラー / 単結晶シリコン (他13件)
【概要】現在電子機器の消費電力の増加やスマートハウス,電気自動車などへの応用に伴い,リチウムイオン電池の高容量化が求められている.一方,半導体分野でSiウエハの生産においてワイヤソーによるインゴットの切断の際粒度がμmオーダーのSi粉末が切りくずとして大量に排出されいる.本研究では,銅箔上へ塗布された廃Si粉末へのナノ秒パルスレーザ照射を行った.その結果,Siマイクロピラーの形成に成功し,レーザフルエンス...
❏シリコンスラッジと銅粉との赤外線焼結による次世代リチウムイオン電池製作の試み(25630030)
【研究テーマ】生産工学・加工学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】閻 紀旺 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40323042)
【キーワード】単結晶シリコン / 微粒子 / リチウムイオン電池 / 赤外線焼結 / 厚膜形成 (他16件)
【概要】近年,電気自動車などに用いられているリチウムイオン電池の高容量化が求められている.本研究では,シリコンウェハ製造時に大量に排出される廃シリコン粉末を再利用し,赤外線焼結による低コスト・高容量リチウムイオン電池のシリコン負極の創製を試みた.負極の強度と導電性を付加するために銅粒子やCNFを廃シリコン粉末に混合し赤外線焼結を行い,赤外線焼結条件が膜の特性に対する影響の評価を行った.その結果,本提案手法...
【工学】材料工学:単結晶シリコンリチウムイオン電池を含む研究件
❏レーザ照射によるSiマイクロピラーの高速生成と次世代Liイオン電池への応用探索(17K18833)
【研究テーマ】材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2017-06-30 - 2019-03-31
【研究代表者】閻 紀旺 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40323042)
【キーワード】リチウムイオン電池 / シリコン負極 / レーザ照射 / マイクロピラー / 単結晶シリコン (他13件)
【概要】現在電子機器の消費電力の増加やスマートハウス,電気自動車などへの応用に伴い,リチウムイオン電池の高容量化が求められている.一方,半導体分野でSiウエハの生産においてワイヤソーによるインゴットの切断の際粒度がμmオーダーのSi粉末が切りくずとして大量に排出されいる.本研究では,銅箔上へ塗布された廃Si粉末へのナノ秒パルスレーザ照射を行った.その結果,Siマイクロピラーの形成に成功し,レーザフルエンス...
❏シリコンスラッジと銅粉との赤外線焼結による次世代リチウムイオン電池製作の試み(25630030)
【研究テーマ】生産工学・加工学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】閻 紀旺 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40323042)
【キーワード】単結晶シリコン / 微粒子 / リチウムイオン電池 / 赤外線焼結 / 厚膜形成 (他16件)
【概要】近年,電気自動車などに用いられているリチウムイオン電池の高容量化が求められている.本研究では,シリコンウェハ製造時に大量に排出される廃シリコン粉末を再利用し,赤外線焼結による低コスト・高容量リチウムイオン電池のシリコン負極の創製を試みた.負極の強度と導電性を付加するために銅粒子やCNFを廃シリコン粉末に混合し赤外線焼結を行い,赤外線焼結条件が膜の特性に対する影響の評価を行った.その結果,本提案手法...
【工学】材料工学:高速充放電リチウムイオン電池を含む研究件
❏誘電体ナノ分極界面を利用した超高出力全固体リチウム二次電池の実現(18H01707)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】寺西 貴志 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (90598690)
【キーワード】リチウムイオン電池 / 全固体電池 / 誘電体界面 / 界面電荷移動 / 誘電体 (他11件)
【概要】これまでに電解液系リチウムイオン電池(液系LIB)において,電極―電解質界面に最適な誘電体界面を導入することで,高速電荷移動が実現できることを見出した.本研究は,液系LIBで得た知見を全固体電池に適用させたものである.まず,液系LIBにおいて,界面における高速電荷移動経路と,関連する界面素反応を特定した.続いて,疑似全固体電池,硫化物系全固体電池に対して誘電体界面を導入し,それらの出力改善を試みた...
❏高速充放電リチウムイオン電池用正極に向けた強誘電体/活物質ナノコンポジットの創製(15H04126)
【研究テーマ】無機材料・物性
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】寺西 貴志 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (90598690)
【キーワード】リチウムイオン電池 / 高速充放電 / 固体電解質界面 / 強誘電体 / 分極アシスト (他11件)
【概要】次世代型車載用蓄電池に向けて,超高出力型Liイオン電池に対する需要が急速に高まりつつある.著者らは正極活物質-電解液界面における電荷移動促進を狙いとして,強誘電体ナノ粒子を人工界面層として適用した複合正極を新たに提案した.実際,チタン酸バリウムBaTiO3をLi活物質LiCoO2上に液相法により少量担持させた複合正極において,出力特性すなわち高速充放電特性を大幅に改善することに成功した.インピーダ...
【工学】材料工学:急速充放電リチウムイオン電池を含む研究件
❏誘電体ナノ分極界面を利用した超高出力全固体リチウム二次電池の実現(18H01707)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】寺西 貴志 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (90598690)
【キーワード】リチウムイオン電池 / 全固体電池 / 誘電体界面 / 界面電荷移動 / 誘電体 (他11件)
【概要】これまでに電解液系リチウムイオン電池(液系LIB)において,電極―電解質界面に最適な誘電体界面を導入することで,高速電荷移動が実現できることを見出した.本研究は,液系LIBで得た知見を全固体電池に適用させたものである.まず,液系LIBにおいて,界面における高速電荷移動経路と,関連する界面素反応を特定した.続いて,疑似全固体電池,硫化物系全固体電池に対して誘電体界面を導入し,それらの出力改善を試みた...
❏高速充放電リチウムイオン電池用正極に向けた強誘電体/活物質ナノコンポジットの創製(15H04126)
【研究テーマ】無機材料・物性
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】寺西 貴志 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (90598690)
【キーワード】リチウムイオン電池 / 高速充放電 / 固体電解質界面 / 強誘電体 / 分極アシスト (他11件)
【概要】次世代型車載用蓄電池に向けて,超高出力型Liイオン電池に対する需要が急速に高まりつつある.著者らは正極活物質-電解液界面における電荷移動促進を狙いとして,強誘電体ナノ粒子を人工界面層として適用した複合正極を新たに提案した.実際,チタン酸バリウムBaTiO3をLi活物質LiCoO2上に液相法により少量担持させた複合正極において,出力特性すなわち高速充放電特性を大幅に改善することに成功した.インピーダ...
【工学】プロセス・化学工学:リチウムイオン2次電池リチウムイオン電池を含む研究件
❏リチウム電池用電極材料の二相共存反応における核発生と相境界移動メカニズムの解明(23750249)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2011 - 2012
【研究代表者】大久保 將史 独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 主任研究員 (20453673)
【キーワード】電気化学 / リチウムイオン電池 / 相転移 / リチウムイオン2次電池 / 固体電気化学
【概要】本研究では、研究テーマとして「リチウム電池用電極材料の二相共存反応における核発生と相境界移動メカニズムの解明」を設定し、界面が核発生・成長メカニズムに与える影響を明らかにすることにより、高速 Li 脱挿入を可能とする材料設計の指針を確立することを目指して研究活動を行った。核発生、相成長のメカニズムを電気化学的に探るためにモデルの構築を行い、2相共存状態におけるリチウムイオン挿入は核発生・成長に支配...
❏ナノ正極材料におけるリチウムイオン拡散現象への界面効果の解析(20810029)
【研究テーマ】ナノ材料・ナノバイオサイエンス
【研究種目】若手研究(スタートアップ)
【研究期間】2008 - 2009
【研究代表者】大久保 将史 (大久保 將史) 独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 研究員 (20453673)
【キーワード】リチウムイオン2次電池 / 電極 / ナノサイズ効果 / 正極材料 / ナノ粒子 (他7件)
【概要】リチウムイオン2次電池の高性能化のために電極材料のナノ化を行い、表面積の増加に伴う電気化学特性の変化を解明した。LiCoO_2については、ナノ化に伴い表面近傍のコバルトが還元されており、15nm以下のナノ化は容量・電位の低下により電極特性の劣化が著しいことが分かった。LiMn_2O_4については、ナノ化に伴い構造変化が緩和し、バルク材料では利用できない酸化還元反応についても利用可能になることを明ら...
【工学】プロセス・化学工学:界面抵抗リチウムイオン電池を含む研究件
❏第一原理計算による全固体リチウムイオン電池の正極/電解質界面の研究(16K17969)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】春山 潤 東京大学, 物性研究所, 助教 (80772003)
【キーワード】電極/電解質界面 / 第一原理計算 / Liイオン電池 / 全固体電池 (他15件)
【概要】本研究では第一原理計算を用いて全固体型LIBの正極/電解質界面の微視的情報から抵抗の発生機構の解明を目的とした. 正極/電解質界面における交換欠陥の形成エネルギーから発生頻度の高い構造を調べ, LiCoO2/Li3PS4界面のCo原子はP siteを経由して拡散できることを示した. また液体型LIBのグラファイト電極/電解液界面における電荷移動反応の密度汎関数理論+溶液理論計算を行い, その活性化...
❏固体電解質内部におけるLiイオン濃度分布測定:長年の謎の解明(16K14088)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】一杉 太郎 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (90372416)
【キーワード】固体電解質 / 電極 / 電気化学 / リチウム / 電圧印加 (他12件)
【概要】全固体リチウム電池は安全性、高エネルギー密度、高出力、長寿命という特徴から次世代電池として期待されている。しかし、固体電解質と正極が形成する界面における高界面抵抗がボトルネックとなり、大容量の全固体Li電池はいまだ実用化していない。したがって、この界面における抵抗の起源やリチウムイオンの分布を明らかにする必要がある。 そこで本研究は、ラザフォード後方散乱法、核反応分析法、さらに中性子反射率測定を用...
【工学】プロセス・化学工学:インターカレーションリチウムイオン電池を含む研究件
❏光/化学エネルギー変換に基づく光イオニクスデバイスの創成(19H02808)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】平山 雅章 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (30531165)
【キーワード】光電気化学材料 / インターカレーション / 全固体電池 / リチウムイオン電池 / インターカレーション電極 (他8件)
【概要】光/化学エネルギー変換によるエネルギー貯蔵(充電)と化学/電気エネルギー変換によるエネルギー放出(放電)を単一デバイスで動作させることを目指して,全固体光イオニクスデバイスを薄膜合成法により構築した.光電気化学測定および界面構造解析から,光照射によりn型半導体正極からリチウムが脱離することで充電できることを実証した.さらに,光照射で懸念される分解反応も生じず,極めて可逆的に光充電と放電反応が進行し...
❏光/化学エネルギー変換によるリチウムイオン貯蔵放出現象の開拓(16K05929)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】平山 雅章 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (30531165)
【キーワード】電気化学材料 / 半導体光電極 / インターカレーション / リチウム電池 / 全固体電池 (他8件)
【概要】本研究では,エピタキシャル膜モデル電極で光エネルギー変換によるリチウム脱挿入を調べた. n型半導体TiO2およびMoO3膜の界面構造観察からエネルギー準位図を作成することで,光リチウム脱挿入の反応因子を抽出し,フラットバンド電位と脱挿入電位の大小関係が光活性と関連することを明らかにした.TiO2/Li3PO4界面では,光照射による温度上昇を無視できる条件で,光リチウム脱離により非照射条件と比べ,3...
❏導電性ナノシートを用いた革新的レドックスキャパシタ電極の創製(15H03873)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】大久保 將史 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20453673)
【キーワード】蓄電デバイス / リチウムイオン電池 / ナトリウムイオン電池 / キャパシタ / 層状化合物 (他8件)
【概要】本研究は、MXeneと総称される層状化合物を、酸化還元を示すレドックスキャパシタ電極として応用する研究開発である。様々な電解液と組み合わせたキャパシタの性能評価を主眼に据えた研究計画であり、平成27年度から29年度において、Ti2CTx(Txは末端基:-F, -Cl, -OH, -O)の組成を持つMXeneをLi+キャパシタ、Na+キャパシタに応用した。その結果、200 mAh/g程度の充放電容量...
【工学】プロセス・化学工学:蓄電デバイスリチウムイオン電池を含む研究件
❏電極界面の新規in situ分光計測法によるLiイオン電池の負極SEIの挙動解明(16K21030)
【研究テーマ】物理化学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】岩橋 崇 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (30402423)
【キーワード】電気化学 / 電気二重層 / 電極界面 / 和周波発生振動分光 / SFG (他15件)
【概要】生活に欠かせない蓄電デバイスを扱う電気化学の分野で、電解液/電極界面は電気化学反応場となる根源的なナノ領域であり、その複雑な微視的挙動の理解は当該分野の基礎・応用に跨る基本的な要請の一つである。本研究では表面・界面敏感な振動分光である赤外-可視和周波発生振動分光(SFG)を用いて電解液/電極界面構造の直接計測手法を確立し、これをLiイオン電池系を含む様々な展開することで(1)Li塩添加によるイオン...
❏導電性ナノシートを用いた革新的レドックスキャパシタ電極の創製(15H03873)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】大久保 將史 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20453673)
【キーワード】蓄電デバイス / リチウムイオン電池 / ナトリウムイオン電池 / キャパシタ / 層状化合物 (他8件)
【概要】本研究は、MXeneと総称される層状化合物を、酸化還元を示すレドックスキャパシタ電極として応用する研究開発である。様々な電解液と組み合わせたキャパシタの性能評価を主眼に据えた研究計画であり、平成27年度から29年度において、Ti2CTx(Txは末端基:-F, -Cl, -OH, -O)の組成を持つMXeneをLi+キャパシタ、Na+キャパシタに応用した。その結果、200 mAh/g程度の充放電容量...
【工学】プロセス・化学工学:全固体電池リチウムイオン電池を含む研究件
❏光/化学エネルギー変換に基づく光イオニクスデバイスの創成(19H02808)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】平山 雅章 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (30531165)
【キーワード】光電気化学材料 / インターカレーション / 全固体電池 / リチウムイオン電池 / インターカレーション電極 (他8件)
【概要】光/化学エネルギー変換によるエネルギー貯蔵(充電)と化学/電気エネルギー変換によるエネルギー放出(放電)を単一デバイスで動作させることを目指して,全固体光イオニクスデバイスを薄膜合成法により構築した.光電気化学測定および界面構造解析から,光照射によりn型半導体正極からリチウムが脱離することで充電できることを実証した.さらに,光照射で懸念される分解反応も生じず,極めて可逆的に光充電と放電反応が進行し...
❏誘電体ナノ分極界面を利用した超高出力全固体リチウム二次電池の実現(18H01707)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】寺西 貴志 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (90598690)
【キーワード】リチウムイオン電池 / 全固体電池 / 誘電体界面 / 界面電荷移動 / 誘電体 (他11件)
【概要】これまでに電解液系リチウムイオン電池(液系LIB)において,電極―電解質界面に最適な誘電体界面を導入することで,高速電荷移動が実現できることを見出した.本研究は,液系LIBで得た知見を全固体電池に適用させたものである.まず,液系LIBにおいて,界面における高速電荷移動経路と,関連する界面素反応を特定した.続いて,疑似全固体電池,硫化物系全固体電池に対して誘電体界面を導入し,それらの出力改善を試みた...
❏第一原理計算による全固体リチウムイオン電池の正極/電解質界面の研究(16K17969)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】春山 潤 東京大学, 物性研究所, 助教 (80772003)
【キーワード】電極/電解質界面 / 第一原理計算 / Liイオン電池 / 全固体電池 (他15件)
【概要】本研究では第一原理計算を用いて全固体型LIBの正極/電解質界面の微視的情報から抵抗の発生機構の解明を目的とした. 正極/電解質界面における交換欠陥の形成エネルギーから発生頻度の高い構造を調べ, LiCoO2/Li3PS4界面のCo原子はP siteを経由して拡散できることを示した. また液体型LIBのグラファイト電極/電解液界面における電荷移動反応の密度汎関数理論+溶液理論計算を行い, その活性化...
【工学】プロセス・化学工学:ナトリウムイオン電池リチウムイオン電池を含む研究件
❏アニオン駆動型蓄電デバイスの開発(18K19124)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2021-03-31
【研究代表者】大久保 將史 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20453673)
【キーワード】電池 / 酸化物 / 電気化学 / 蓄電池 / 軟X線発光 (他9件)
【概要】アニオン駆動型蓄電デバイスの開発を目指し、酸化物イオンを電極反応に活用する方法論について、基盤的知見を構築した。例えば、酸化物イオンを可動イオンとするトポタクティック電極反応をルチル構造に見出し、酸化物イオンロッキングチェア電池の可能性を見通した。一方、酸化物イオンを酸化還元中心とする電極材料の開発にも取り組み、酸化物イオンをエネルギー損失無く酸化還元するための電子状態制御、構造制御の指針を得た。...
❏高濃度電解液の特異性に基づく高性能蓄電デバイスの開発(16F16051)
【研究テーマ】デバイス関連化学
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2016-04-22 - 2018-03-31
【研究代表者】山田 淳夫 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (30359690)
【キーワード】sodium-ion battery / lithium-ion battery / electrolyte / safety / high voltage
【概要】Severe safety concerns are currently impeding the large-scale employment of lithium/sodium batteries. Conventional electrolytes are highly flammable and volatile, which may cause catastrophic fires or...
❏導電性ナノシートを用いた革新的レドックスキャパシタ電極の創製(15H03873)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】大久保 將史 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20453673)
【キーワード】蓄電デバイス / リチウムイオン電池 / ナトリウムイオン電池 / キャパシタ / 層状化合物 (他8件)
【概要】本研究は、MXeneと総称される層状化合物を、酸化還元を示すレドックスキャパシタ電極として応用する研究開発である。様々な電解液と組み合わせたキャパシタの性能評価を主眼に据えた研究計画であり、平成27年度から29年度において、Ti2CTx(Txは末端基:-F, -Cl, -OH, -O)の組成を持つMXeneをLi+キャパシタ、Na+キャパシタに応用した。その結果、200 mAh/g程度の充放電容量...
【工学】プロセス・化学工学:電気化学材料リチウムイオン電池を含む研究件
❏光/化学エネルギー変換に基づく光イオニクスデバイスの創成(19H02808)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2019-04-01 - 2022-03-31
【研究代表者】平山 雅章 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (30531165)
【キーワード】光電気化学材料 / インターカレーション / 全固体電池 / リチウムイオン電池 / インターカレーション電極 (他8件)
【概要】光/化学エネルギー変換によるエネルギー貯蔵(充電)と化学/電気エネルギー変換によるエネルギー放出(放電)を単一デバイスで動作させることを目指して,全固体光イオニクスデバイスを薄膜合成法により構築した.光電気化学測定および界面構造解析から,光照射によりn型半導体正極からリチウムが脱離することで充電できることを実証した.さらに,光照射で懸念される分解反応も生じず,極めて可逆的に光充電と放電反応が進行し...
❏光/化学エネルギー変換によるリチウムイオン貯蔵放出現象の開拓(16K05929)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】平山 雅章 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (30531165)
【キーワード】電気化学材料 / 半導体光電極 / インターカレーション / リチウム電池 / 全固体電池 (他8件)
【概要】本研究では,エピタキシャル膜モデル電極で光エネルギー変換によるリチウム脱挿入を調べた. n型半導体TiO2およびMoO3膜の界面構造観察からエネルギー準位図を作成することで,光リチウム脱挿入の反応因子を抽出し,フラットバンド電位と脱挿入電位の大小関係が光活性と関連することを明らかにした.TiO2/Li3PO4界面では,光照射による温度上昇を無視できる条件で,光リチウム脱離により非照射条件と比べ,3...
【工学】プロセス・化学工学:マンガンリチウムイオン電池を含む研究件
❏複数電荷応答を許容する固体マトリクスの探索(22655067)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2010 - 2012
【研究代表者】山田 淳夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30359690)
【キーワード】複数電荷応答 / 酸化還元電位 / インターカレーション / ピロリン酸 / ビロリン酸 (他9件)
【概要】3価の鉄原料と還元剤かつカーボン源としての有機物との燃焼反応時の自己発熱により、2価鉄からなる均一性の極めて高い前駆体を生成させ、これを比較的低温で短時間処理することでカーボンコートされた最終生成物を得る方法を開発し、効率的な材料スクリーニングを可能にした。A2MP2O7系材料において複数の新規化合物や新規多形を見いだし、高電圧特性と高安全性を高度に両立可能な材料群であることを提示した。その他、シ...
❏局在電子系における異常電極活性(19205027)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2007 - 2010
【研究代表者】山田 淳夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30359690)
【キーワード】リチウム電池 / 正極 / 拡散 / 相分離 / 局在電子 (他10件)
【概要】従来電池の電極としては機能しないとされてきた絶縁性物質に焦点をあて、良好な特性を示す複数の新規材料を提示し、その構造決定を行った。原子レベルでの異方的なイオンの振る舞いやその凝集の様子、さらにはその速度について実験的に明らかにした。これらを粒子サイズに依存する熱力学現象と捉え、解釈を行った。 ...
【工学】プロセス・化学工学:水素吸蔵リチウムイオン電池を含む研究件
❏新規リチウム金属窒化物の探索と機能開拓(19655074)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2007 - 2009
【研究代表者】山田 淳夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30359690)
【キーワード】窒化物 / リチウム電池 / 負極 / 遷移金属 / 水素吸蔵
【概要】これまでにない簡便なLi_<3-x>Mn_xNの直接固相合成の確立を目的として研究を行った。新規合成法を探索するに当たって、逆蛍石構造とLi_3N型層状構造中でのMnの形式原子価の違いに着目した。Li_3N型層状構造中ではI価と低い形式原子価でMnが存在しているため、N_2を含まない雰囲気を用いて合成することによりLi_3N型層状構造化合物が安定に得られるのではないかと考えた。実際に、...
❏新規ナノカーボン(PPhS)の創製と高容量リチウム電池・キャパシター等への応用(17350094)
【研究テーマ】機能材料・デバイス
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2005 - 2006
【研究代表者】山邊 時雄 長崎総合科学大学, 工学部, 教授 (80025965)
【キーワード】リチウムイオン電池 / 高容量新規キャパシター / 水素吸蔵剤 / 新規燃料電池電極 / 新規ナノカーボン (他9件)
【概要】キシレン樹脂を500℃から750℃の一定温度で熱反応させることにより、ハイドログラフェンの一種であるポリフェン系有機半導体(PPhS)を作製した。元素分析から得られたH/Cモル比は反応温度が高いほど小さく、550℃のもので0.39、750℃で0.24であった。また酸素原子もO/Cモル比で0.05〜0.08と無視できない量が存在することを明らかにした。吸着等温線から求められた細孔分布は、ミクロ孔が容...
【工学】プロセス・化学工学:正極リチウムイオン電池を含む研究件
❏安定な酸素レドックス反応を発現する新規正極材料の開発(20J14291)
【研究テーマ】
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2020-04-24 - 2022-03-31
【研究代表者】
【キーワード】電池 / リチウムイオン電池 / 正極 / 層状 / 酸化物 (他10件)
【概要】リチウムイオン電池の高エネルギー密度化を実現するため、新規正極材料の開発が求められている。特に近年、遷移金属の酸化還元反応に加えて酸化物イオンの酸化還元反応(酸素レドックス)を利用することで高容量を発現する層状酸化物が注目されている。しかし従来の酸素レドックス材料では、遷移金属がリチウム層に移動することで性能が大幅に低下するため、実用化が困難であった。そこで本研究では、酸化物イオンの配列を制御する...
❏核生成成長機構に基づく新奇な高速電極反応(23245042)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2011-04-01 - 2016-03-31
【研究代表者】山田 淳夫 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30359690)
【キーワード】インターカレーション / ナトリウム電池 / リチウム電池 / 二相分離反応 / 正極 (他6件)
【概要】今年度は、4月下旬に特別推進研究への採択が決定しため、本課題は廃止という形となった。4月中旬までの3週間ほどの期間で、非対称な溶解度ギャップを有する2相分離反応系であるNa3+xV2(PO4)3の反応エントロピー測定結果を学術論文にまとめる作業を行った。2相分離系の特徴である組成に依存しない振る舞いや、溶解度ギャップの非対称性を反映する符号の変化に関する考察を含め、反応エントロピー変化と電極反応機...
❏複数電荷応答を許容する固体マトリクスの探索(22655067)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2010 - 2012
【研究代表者】山田 淳夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30359690)
【キーワード】複数電荷応答 / 酸化還元電位 / インターカレーション / ピロリン酸 / ビロリン酸 (他9件)
【概要】3価の鉄原料と還元剤かつカーボン源としての有機物との燃焼反応時の自己発熱により、2価鉄からなる均一性の極めて高い前駆体を生成させ、これを比較的低温で短時間処理することでカーボンコートされた最終生成物を得る方法を開発し、効率的な材料スクリーニングを可能にした。A2MP2O7系材料において複数の新規化合物や新規多形を見いだし、高電圧特性と高安全性を高度に両立可能な材料群であることを提示した。その他、シ...
【工学】電気電子工学:分極リチウムイオン電池を含む研究件
❏誘電体ナノ分極界面を利用した超高出力全固体リチウム二次電池の実現(18H01707)
【研究テーマ】
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2018-04-01 - 2021-03-31
【研究代表者】寺西 貴志 岡山大学, 自然科学研究科, 准教授 (90598690)
【キーワード】リチウムイオン電池 / 全固体電池 / 誘電体界面 / 界面電荷移動 / 誘電体 (他11件)
【概要】これまでに電解液系リチウムイオン電池(液系LIB)において,電極―電解質界面に最適な誘電体界面を導入することで,高速電荷移動が実現できることを見出した.本研究は,液系LIBで得た知見を全固体電池に適用させたものである.まず,液系LIBにおいて,界面における高速電荷移動経路と,関連する界面素反応を特定した.続いて,疑似全固体電池,硫化物系全固体電池に対して誘電体界面を導入し,それらの出力改善を試みた...
❏高速充放電リチウムイオン電池用正極に向けた強誘電体/活物質ナノコンポジットの創製(15H04126)
【研究テーマ】無機材料・物性
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】寺西 貴志 岡山大学, 自然科学研究科, 助教 (90598690)
【キーワード】リチウムイオン電池 / 高速充放電 / 固体電解質界面 / 強誘電体 / 分極アシスト (他11件)
【概要】次世代型車載用蓄電池に向けて,超高出力型Liイオン電池に対する需要が急速に高まりつつある.著者らは正極活物質-電解液界面における電荷移動促進を狙いとして,強誘電体ナノ粒子を人工界面層として適用した複合正極を新たに提案した.実際,チタン酸バリウムBaTiO3をLi活物質LiCoO2上に液相法により少量担持させた複合正極において,出力特性すなわち高速充放電特性を大幅に改善することに成功した.インピーダ...
【工学】土木工学:電極リチウムイオン電池を含む研究件
❏固体電解質内部におけるLiイオン濃度分布測定:長年の謎の解明(16K14088)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】一杉 太郎 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (90372416)
【キーワード】固体電解質 / 電極 / 電気化学 / リチウム / 電圧印加 (他12件)
【概要】全固体リチウム電池は安全性、高エネルギー密度、高出力、長寿命という特徴から次世代電池として期待されている。しかし、固体電解質と正極が形成する界面における高界面抵抗がボトルネックとなり、大容量の全固体Li電池はいまだ実用化していない。したがって、この界面における抵抗の起源やリチウムイオンの分布を明らかにする必要がある。 そこで本研究は、ラザフォード後方散乱法、核反応分析法、さらに中性子反射率測定を用...
❏ナノ正極材料におけるリチウムイオン拡散現象への界面効果の解析(20810029)
【研究テーマ】ナノ材料・ナノバイオサイエンス
【研究種目】若手研究(スタートアップ)
【研究期間】2008 - 2009
【研究代表者】大久保 将史 (大久保 將史) 独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 研究員 (20453673)
【キーワード】リチウムイオン2次電池 / 電極 / ナノサイズ効果 / 正極材料 / ナノ粒子 (他7件)
【概要】リチウムイオン2次電池の高性能化のために電極材料のナノ化を行い、表面積の増加に伴う電気化学特性の変化を解明した。LiCoO_2については、ナノ化に伴い表面近傍のコバルトが還元されており、15nm以下のナノ化は容量・電位の低下により電極特性の劣化が著しいことが分かった。LiMn_2O_4については、ナノ化に伴い構造変化が緩和し、バルク材料では利用できない酸化還元反応についても利用可能になることを明ら...
❏常温合成フラーレンナノチューブの基礎的性質の解明と電極応用(17201027)
【研究テーマ】ナノ材料・ナノバイオサイエンス
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2005 - 2007
【研究代表者】宮澤 薫一 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノ物質ラボ, グループリーダー (60182010)
【キーワード】フラーレンナノウィスカー / フラーレンナノチューブ / フラーレン / カーボン60 / 液-液界面析出法 (他12件)
【概要】フラーレンナノチューブ(FNT)とは、C60やC70などのフラーレン分子からなる中空の単結晶ナノファイバーである。2001年に、本研究代表者は中空でないフラーレン分子から成る多結晶ナノファイバーであるフラーレンナノウィスカー(FNW)を発見した。FNWとFNTは、液-液界面析出法(液-液法)によって常温で合成することができる。FNTの合成は、典型的にはフラーレンのピリジン溶液とイソプロピルアルコー...
【工学】構造・機能材料:エピタキシャル薄膜リチウムイオン電池を含む研究件
❏エピタキシャル薄膜が実現する二次元NbO2超伝導面の解明(20K15169)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】相馬 拓人 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (50868271)
【キーワード】超伝導 / 強相関電子系 / 電気化学 / リチウムイオン電池 / 二次元物質 (他12件)
【概要】本研究は,二次元NbO2超伝導層の全貌を明らかにする研究である。初年度である昨年度には,その舞台となる二次元NbO2層を持つLi1-xNbO2の薄膜合成法を確立し,電子構造と二次元超伝導の観測に成功した。その結果,本研究の第一の目標である"NbO2超伝導層が理想的である"ことが証明され,本年度にPhysical Review B誌に原著論文が掲載された。 また本年度は,第二の目標で...
❏ピエゾ素子-エピタキシャル薄膜ハイブリッド電極を用いた全固体電池活性化過程の研究(26410239)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2014-04-01 - 2017-03-31
【研究代表者】園山 範之 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (50272696)
【キーワード】リチウム電池 / ピエゾ基板 / エピタキシャル膜 / 活性化エネルギー / エピタキシャル薄膜 (他7件)
【概要】電圧印加で伸縮可能なピエゾ素子とリチウム電池材料エピタキシャル薄膜をハイブリッド化することにより、格子サイズ変化と電荷移動過程の活性化エネルギーの相関を明らかにすることを目標として研究を行った。 ゾル-ゲル法を用いてマイカ基板および圧電特性を示すLiNbO3(LNO)基板上に111配向したLiMn2O4エピタキシャル薄膜を作成した。得られた薄膜の電気化学特性を評価したところ、LNOでは充放電が確認...
❏全固体リチウム電池の構築に向けた基礎研究(15350120)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2003 - 2005
【研究代表者】菅野 了次 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (90135426)
【キーワード】リチウム電池 / 全固体電池 / チオリシコン / エピタキシャル薄膜 / in-istu測定 (他8件)
【概要】リチウムイオン電池に使用されている可燃性の有機電解液を、不燃性の無機固体電解質に置き換えると、電池の安全性、信頼性の向上につながる。固体電池の実現に向けて求められる課題は、(1)高いイオン導電率を有する固体電解質の使用、(2)電極/電解質界面の電気化学反応の高速化が挙げられる。課題(1)の克服には、25℃において極めて高いイオン導電率2.2×10^<-3>S/cmを示すチオリシコンLi...
【工学】構造・機能材料:燃料電池リチウムイオン電池を含む研究件
❏第一原理計算と溶液理論を用いたリチウムイオン電池の電荷移動反応の研究(20K15376)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】春山 潤 東京大学, 物性研究所, 助教 (80772003)
【キーワード】第一原理計算 / 金属/水界面 / 燃料電池 / リチウムイオン電池 (他11件)
【概要】金属/水溶液界面は様々な電気化学反応の起こる舞台であり, 金属表面上の水分子の振る舞いを理解・予測することは, 電気化学デバイスの性能向上に必要となる. 例えば燃料電池の変換効率は各電極で起こる水素・酸素発生反応における反応中間体の安定性が重要と考えられ, 金属表面における水の基礎的性質を明らかにすることで変換効率上昇への貢献が期待できる. 昨年度は研究開始次年度として, Pt(111)表面の吸着...
❏常温合成フラーレンナノチューブの基礎的性質の解明と電極応用(17201027)
【研究テーマ】ナノ材料・ナノバイオサイエンス
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2005 - 2007
【研究代表者】宮澤 薫一 独立行政法人物質・材料研究機構, ナノ物質ラボ, グループリーダー (60182010)
【キーワード】フラーレンナノウィスカー / フラーレンナノチューブ / フラーレン / カーボン60 / 液-液界面析出法 (他12件)
【概要】フラーレンナノチューブ(FNT)とは、C60やC70などのフラーレン分子からなる中空の単結晶ナノファイバーである。2001年に、本研究代表者は中空でないフラーレン分子から成る多結晶ナノファイバーであるフラーレンナノウィスカー(FNW)を発見した。FNWとFNTは、液-液界面析出法(液-液法)によって常温で合成することができる。FNTの合成は、典型的にはフラーレンのピリジン溶液とイソプロピルアルコー...
【工学】構造・機能材料:固体化学リチウムイオン電池を含む研究件
❏安定な酸素レドックス反応を発現する新規正極材料の開発(20J14291)
【研究テーマ】
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2020-04-24 - 2022-03-31
【研究代表者】
【キーワード】電池 / リチウムイオン電池 / 正極 / 層状 / 酸化物 (他10件)
【概要】リチウムイオン電池の高エネルギー密度化を実現するため、新規正極材料の開発が求められている。特に近年、遷移金属の酸化還元反応に加えて酸化物イオンの酸化還元反応(酸素レドックス)を利用することで高容量を発現する層状酸化物が注目されている。しかし従来の酸素レドックス材料では、遷移金属がリチウム層に移動することで性能が大幅に低下するため、実用化が困難であった。そこで本研究では、酸化物イオンの配列を制御する...
❏アニオン駆動型蓄電デバイスの開発(18K19124)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2021-03-31
【研究代表者】大久保 將史 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20453673)
【キーワード】電池 / 酸化物 / 電気化学 / 蓄電池 / 軟X線発光 (他9件)
【概要】アニオン駆動型蓄電デバイスの開発を目指し、酸化物イオンを電極反応に活用する方法論について、基盤的知見を構築した。例えば、酸化物イオンを可動イオンとするトポタクティック電極反応をルチル構造に見出し、酸化物イオンロッキングチェア電池の可能性を見通した。一方、酸化物イオンを酸化還元中心とする電極材料の開発にも取り組み、酸化物イオンをエネルギー損失無く酸化還元するための電子状態制御、構造制御の指針を得た。...
【工学】構造・機能材料:固体電解質リチウムイオン電池を含む研究件
❏第一原理計算による全固体リチウムイオン電池の正極/電解質界面の研究(16K17969)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】春山 潤 東京大学, 物性研究所, 助教 (80772003)
【キーワード】電極/電解質界面 / 第一原理計算 / Liイオン電池 / 全固体電池 (他15件)
【概要】本研究では第一原理計算を用いて全固体型LIBの正極/電解質界面の微視的情報から抵抗の発生機構の解明を目的とした. 正極/電解質界面における交換欠陥の形成エネルギーから発生頻度の高い構造を調べ, LiCoO2/Li3PS4界面のCo原子はP siteを経由して拡散できることを示した. また液体型LIBのグラファイト電極/電解液界面における電荷移動反応の密度汎関数理論+溶液理論計算を行い, その活性化...
❏固体電解質内部におけるLiイオン濃度分布測定:長年の謎の解明(16K14088)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】一杉 太郎 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (90372416)
【キーワード】固体電解質 / 電極 / 電気化学 / リチウム / 電圧印加 (他12件)
【概要】全固体リチウム電池は安全性、高エネルギー密度、高出力、長寿命という特徴から次世代電池として期待されている。しかし、固体電解質と正極が形成する界面における高界面抵抗がボトルネックとなり、大容量の全固体Li電池はいまだ実用化していない。したがって、この界面における抵抗の起源やリチウムイオンの分布を明らかにする必要がある。 そこで本研究は、ラザフォード後方散乱法、核反応分析法、さらに中性子反射率測定を用...
❏次世代蓄電デバイス開発にむけての基礎研究-全固体蓄電デバイスの開発(22245035)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2010 - 2012
【研究代表者】菅野 了次 東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (90135426)
【キーワード】イオン交換体 / 伝導体 / エネルギー変換 / リチウム電池 / 電極界面 (他14件)
【概要】優れた出力特性と安定性を実現する全固体蓄電デバイスの実現に向けて,要素技術となる以下の成果を得た.(1)電極/電解質固固界面に形成される空間電荷層の組成,構造と電池特性の相関を明らかにし,材料種の選択による界面制御で優れた出力特性,安定性を実現できる可能性を実証した.(2)世界最高のリチウムイオン導電率を示す超イオン伝導体Li_10GeP_2S_12を見いだし,固体電解質として優れた特性を得た....
【工学】構造・機能材料:電池リチウムイオン電池を含む研究件
❏安定な酸素レドックス反応を発現する新規正極材料の開発(20J14291)
【研究テーマ】
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2020-04-24 - 2022-03-31
【研究代表者】
【キーワード】電池 / リチウムイオン電池 / 正極 / 層状 / 酸化物 (他10件)
【概要】リチウムイオン電池の高エネルギー密度化を実現するため、新規正極材料の開発が求められている。特に近年、遷移金属の酸化還元反応に加えて酸化物イオンの酸化還元反応(酸素レドックス)を利用することで高容量を発現する層状酸化物が注目されている。しかし従来の酸素レドックス材料では、遷移金属がリチウム層に移動することで性能が大幅に低下するため、実用化が困難であった。そこで本研究では、酸化物イオンの配列を制御する...
❏アニオン駆動型蓄電デバイスの開発(18K19124)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2021-03-31
【研究代表者】大久保 將史 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20453673)
【キーワード】電池 / 酸化物 / 電気化学 / 蓄電池 / 軟X線発光 (他9件)
【概要】アニオン駆動型蓄電デバイスの開発を目指し、酸化物イオンを電極反応に活用する方法論について、基盤的知見を構築した。例えば、酸化物イオンを可動イオンとするトポタクティック電極反応をルチル構造に見出し、酸化物イオンロッキングチェア電池の可能性を見通した。一方、酸化物イオンを酸化還元中心とする電極材料の開発にも取り組み、酸化物イオンをエネルギー損失無く酸化還元するための電子状態制御、構造制御の指針を得た。...
❏電極界面の新規in situ分光計測法によるLiイオン電池の負極SEIの挙動解明(16K21030)
【研究テーマ】物理化学
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】岩橋 崇 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (30402423)
【キーワード】電気化学 / 電気二重層 / 電極界面 / 和周波発生振動分光 / SFG (他15件)
【概要】生活に欠かせない蓄電デバイスを扱う電気化学の分野で、電解液/電極界面は電気化学反応場となる根源的なナノ領域であり、その複雑な微視的挙動の理解は当該分野の基礎・応用に跨る基本的な要請の一つである。本研究では表面・界面敏感な振動分光である赤外-可視和周波発生振動分光(SFG)を用いて電解液/電極界面構造の直接計測手法を確立し、これをLiイオン電池系を含む様々な展開することで(1)Li塩添加によるイオン...
【工学】総合工学:シリコンリチウムイオン電池を含む研究件
❏レーザ照射によるSi-in-C複合ナノワイヤ生成と次世代Liイオン電池への応用(21K18681)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2021-07-09 - 2023-03-31
【研究代表者】閻 紀旺 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40323042)
【キーワード】レーザ照射 / ナノ粒子 / ナノファイバー / シリコン / カーボン (他8件)
【概要】電気自動車やスマートハウスの普及に伴い,リチウムイオン電池の高容量化が求められている.従来の炭素電極の代わりに高容量化の見込めるシリコン負極の研究が進められているが,シリコン負極は充電時に体積膨張が生じるため,充放電を繰り返すとシリコン膜が崩壊する問題がある.本研究では,半導体産業から大量に排出させるシリコンスラッジに適量な炭素粉末を混合させ,高出力レーザを照射することによりシリコンと炭素からなる...
❏レーザ照射によるSiマイクロピラーの高速生成と次世代Liイオン電池への応用探索(17K18833)
【研究テーマ】材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2017-06-30 - 2019-03-31
【研究代表者】閻 紀旺 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40323042)
【キーワード】リチウムイオン電池 / シリコン負極 / レーザ照射 / マイクロピラー / 単結晶シリコン (他13件)
【概要】現在電子機器の消費電力の増加やスマートハウス,電気自動車などへの応用に伴い,リチウムイオン電池の高容量化が求められている.一方,半導体分野でSiウエハの生産においてワイヤソーによるインゴットの切断の際粒度がμmオーダーのSi粉末が切りくずとして大量に排出されいる.本研究では,銅箔上へ塗布された廃Si粉末へのナノ秒パルスレーザ照射を行った.その結果,Siマイクロピラーの形成に成功し,レーザフルエンス...
❏シリコンスラッジと銅粉との赤外線焼結による次世代リチウムイオン電池製作の試み(25630030)
【研究テーマ】生産工学・加工学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】閻 紀旺 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40323042)
【キーワード】単結晶シリコン / 微粒子 / リチウムイオン電池 / 赤外線焼結 / 厚膜形成 (他16件)
【概要】近年,電気自動車などに用いられているリチウムイオン電池の高容量化が求められている.本研究では,シリコンウェハ製造時に大量に排出される廃シリコン粉末を再利用し,赤外線焼結による低コスト・高容量リチウムイオン電池のシリコン負極の創製を試みた.負極の強度と導電性を付加するために銅粒子やCNFを廃シリコン粉末に混合し赤外線焼結を行い,赤外線焼結条件が膜の特性に対する影響の評価を行った.その結果,本提案手法...
【工学】総合工学:リチウムリチウムイオン電池を含む研究件
❏固体電解質内部におけるLiイオン濃度分布測定:長年の謎の解明(16K14088)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2016-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】一杉 太郎 東京工業大学, 物質理工学院, 教授 (90372416)
【キーワード】固体電解質 / 電極 / 電気化学 / リチウム / 電圧印加 (他12件)
【概要】全固体リチウム電池は安全性、高エネルギー密度、高出力、長寿命という特徴から次世代電池として期待されている。しかし、固体電解質と正極が形成する界面における高界面抵抗がボトルネックとなり、大容量の全固体Li電池はいまだ実用化していない。したがって、この界面における抵抗の起源やリチウムイオンの分布を明らかにする必要がある。 そこで本研究は、ラザフォード後方散乱法、核反応分析法、さらに中性子反射率測定を用...
❏トリフィライト系列化合物の構造・電極活性相関(16350108)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2004 - 2006
【研究代表者】山田 淳夫 東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 助教授 (30359690)
【キーワード】リチウム電池 / 大型電池 / 鉄 / 正極 / オリビン (他12件)
【概要】オリビン型Li_x(Mn_yFe_<1-y>)PO_4において、リチウムイオン電池正極としての機能させる際のMn固溶に伴う著しい失活が起こることが知られている一方で、y<0.05程度の少量置換では逆に電極活性が向上するという報告がある。X線回折、磁化率測定、メスバウア分光によって同定を行った後、高エネルギー加速器研究機構中性子実験施設VEGA、HITにおける回折および全散乱実験を...
【工学】総合工学:酸化物リチウムイオン電池を含む研究件
❏安定な酸素レドックス反応を発現する新規正極材料の開発(20J14291)
【研究テーマ】
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2020-04-24 - 2022-03-31
【研究代表者】
【キーワード】電池 / リチウムイオン電池 / 正極 / 層状 / 酸化物 (他10件)
【概要】リチウムイオン電池の高エネルギー密度化を実現するため、新規正極材料の開発が求められている。特に近年、遷移金属の酸化還元反応に加えて酸化物イオンの酸化還元反応(酸素レドックス)を利用することで高容量を発現する層状酸化物が注目されている。しかし従来の酸素レドックス材料では、遷移金属がリチウム層に移動することで性能が大幅に低下するため、実用化が困難であった。そこで本研究では、酸化物イオンの配列を制御する...
❏アニオン駆動型蓄電デバイスの開発(18K19124)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2018-06-29 - 2021-03-31
【研究代表者】大久保 將史 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20453673)
【キーワード】電池 / 酸化物 / 電気化学 / 蓄電池 / 軟X線発光 (他9件)
【概要】アニオン駆動型蓄電デバイスの開発を目指し、酸化物イオンを電極反応に活用する方法論について、基盤的知見を構築した。例えば、酸化物イオンを可動イオンとするトポタクティック電極反応をルチル構造に見出し、酸化物イオンロッキングチェア電池の可能性を見通した。一方、酸化物イオンを酸化還元中心とする電極材料の開発にも取り組み、酸化物イオンをエネルギー損失無く酸化還元するための電子状態制御、構造制御の指針を得た。...
【工学】総合工学:電気化学リチウムイオン電池を含む研究件
❏小区分36020:エネルギー関連化学(0)
【研究テーマ】2019
【研究種目】EQCM
【研究期間】リチウムイオン電池
【研究代表者】合剤電極
【キーワード】電極作製
【概要】リチウムイオン電池の高エネルギー密度化を実現するため、新規正極材料の開発が求められている。特に近年、遷移金属の酸化還元反応に加えて酸化物イオンの酸化還元反応(酸素レドックス)を利用することで高容量を発現する層状酸化物が注目されている。しかし従来の酸素レドックス材料では、遷移金属がリチウム層に移動することで性能が大幅に低下するため、実用化が困難であった。そこで本研究では、酸化物イオンの配列を制御する...
❏エピタキシャル薄膜が実現する二次元NbO2超伝導面の解明(20K15169)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】相馬 拓人 東京工業大学, 物質理工学院, 助教 (50868271)
【キーワード】超伝導 / 強相関電子系 / 電気化学 / リチウムイオン電池 / 二次元物質 (他12件)
【概要】本研究は,二次元NbO2超伝導層の全貌を明らかにする研究である。初年度である昨年度には,その舞台となる二次元NbO2層を持つLi1-xNbO2の薄膜合成法を確立し,電子構造と二次元超伝導の観測に成功した。その結果,本研究の第一の目標である"NbO2超伝導層が理想的である"ことが証明され,本年度にPhysical Review B誌に原著論文が掲載された。 また本年度は,第二の目標で...
❏水晶振動子マイクロバランス法によるリチウム二次電池の電極反応解析(19K15682)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】芹澤 信幸 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (60556885)
【キーワード】EQCM / リチウムイオン電池 / 合剤電極 / 電極作製 / 共振 (他12件)
【概要】リチウム二次電池の充放電効率向上,劣化機構の解明や高速充放電の実現には充放電に伴う電極質量変化や電極近傍におけるリチウムイオンの輸送現象の観測が効果的である.本研究では,ナノグラムオーダーの電極質量変化と電極近傍の濃度分布を反映した局所的な電解液物性(粘性率と密度)の変化を高感度かつその場(in-situ)観測できる電気化学水晶振動子マイクロバランス(EQCM)法を二次電池の電極反応に適用する.塗...
【工学】総合工学:微粒子リチウムイオン電池を含む研究件
❏レーザ照射によるSiマイクロピラーの高速生成と次世代Liイオン電池への応用探索(17K18833)
【研究テーマ】材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2017-06-30 - 2019-03-31
【研究代表者】閻 紀旺 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40323042)
【キーワード】リチウムイオン電池 / シリコン負極 / レーザ照射 / マイクロピラー / 単結晶シリコン (他13件)
【概要】現在電子機器の消費電力の増加やスマートハウス,電気自動車などへの応用に伴い,リチウムイオン電池の高容量化が求められている.一方,半導体分野でSiウエハの生産においてワイヤソーによるインゴットの切断の際粒度がμmオーダーのSi粉末が切りくずとして大量に排出されいる.本研究では,銅箔上へ塗布された廃Si粉末へのナノ秒パルスレーザ照射を行った.その結果,Siマイクロピラーの形成に成功し,レーザフルエンス...
❏シリコンスラッジと銅粉との赤外線焼結による次世代リチウムイオン電池製作の試み(25630030)
【研究テーマ】生産工学・加工学
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2013-04-01 - 2015-03-31
【研究代表者】閻 紀旺 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (40323042)
【キーワード】単結晶シリコン / 微粒子 / リチウムイオン電池 / 赤外線焼結 / 厚膜形成 (他16件)
【概要】近年,電気自動車などに用いられているリチウムイオン電池の高容量化が求められている.本研究では,シリコンウェハ製造時に大量に排出される廃シリコン粉末を再利用し,赤外線焼結による低コスト・高容量リチウムイオン電池のシリコン負極の創製を試みた.負極の強度と導電性を付加するために銅粒子やCNFを廃シリコン粉末に混合し赤外線焼結を行い,赤外線焼結条件が膜の特性に対する影響の評価を行った.その結果,本提案手法...
【工学】総合工学:第一原理計算リチウムイオン電池を含む研究件
❏第一原理計算と溶液理論を用いたリチウムイオン電池の電荷移動反応の研究(20K15376)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2020-04-01 - 2024-03-31
【研究代表者】春山 潤 東京大学, 物性研究所, 助教 (80772003)
【キーワード】第一原理計算 / 金属/水界面 / 燃料電池 / リチウムイオン電池 (他11件)
【概要】金属/水溶液界面は様々な電気化学反応の起こる舞台であり, 金属表面上の水分子の振る舞いを理解・予測することは, 電気化学デバイスの性能向上に必要となる. 例えば燃料電池の変換効率は各電極で起こる水素・酸素発生反応における反応中間体の安定性が重要と考えられ, 金属表面における水の基礎的性質を明らかにすることで変換効率上昇への貢献が期待できる. 昨年度は研究開始次年度として, Pt(111)表面の吸着...
❏第一原理計算による全固体リチウムイオン電池の正極/電解質界面の研究(16K17969)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】若手研究(B)
【研究期間】2016-04-01 - 2020-03-31
【研究代表者】春山 潤 東京大学, 物性研究所, 助教 (80772003)
【キーワード】電極/電解質界面 / 第一原理計算 / Liイオン電池 / 全固体電池 (他15件)
【概要】本研究では第一原理計算を用いて全固体型LIBの正極/電解質界面の微視的情報から抵抗の発生機構の解明を目的とした. 正極/電解質界面における交換欠陥の形成エネルギーから発生頻度の高い構造を調べ, LiCoO2/Li3PS4界面のCo原子はP siteを経由して拡散できることを示した. また液体型LIBのグラファイト電極/電解液界面における電荷移動反応の密度汎関数理論+溶液理論計算を行い, その活性化...
【工学】総合工学:二次電池リチウムイオン電池を含む研究件
❏安定な酸素レドックス反応を発現する新規正極材料の開発(20J14291)
【研究テーマ】
【研究種目】特別研究員奨励費
【研究期間】2020-04-24 - 2022-03-31
【研究代表者】
【キーワード】電池 / リチウムイオン電池 / 正極 / 層状 / 酸化物 (他10件)
【概要】リチウムイオン電池の高エネルギー密度化を実現するため、新規正極材料の開発が求められている。特に近年、遷移金属の酸化還元反応に加えて酸化物イオンの酸化還元反応(酸素レドックス)を利用することで高容量を発現する層状酸化物が注目されている。しかし従来の酸素レドックス材料では、遷移金属がリチウム層に移動することで性能が大幅に低下するため、実用化が困難であった。そこで本研究では、酸化物イオンの配列を制御する...
❏水晶振動子マイクロバランス法によるリチウム二次電池の電極反応解析(19K15682)
【研究テーマ】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31
【研究代表者】芹澤 信幸 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 講師 (60556885)
【キーワード】EQCM / リチウムイオン電池 / 合剤電極 / 電極作製 / 共振 (他12件)
【概要】リチウム二次電池の充放電効率向上,劣化機構の解明や高速充放電の実現には充放電に伴う電極質量変化や電極近傍におけるリチウムイオンの輸送現象の観測が効果的である.本研究では,ナノグラムオーダーの電極質量変化と電極近傍の濃度分布を反映した局所的な電解液物性(粘性率と密度)の変化を高感度かつその場(in-situ)観測できる電気化学水晶振動子マイクロバランス(EQCM)法を二次電池の電極反応に適用する.塗...
❏簡易・高速プロセスによるソフト電池の創製と、構造変化の可逆化による容量革新(16H06368)
【研究テーマ】反応工学・プロセスシステム
【研究種目】基盤研究(S)
【研究期間】2016-05-31 - 2021-03-31
【研究代表者】野田 優 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (50312997)
【キーワード】リチウムイオン電池 / 高エネルギー密度 / 材料プロセス / 三次元界面 / 可逆的構造変化 (他10件)
【概要】高エネルギー密度蓄電池への高い社会要請に応えるべく、新規な電池アーキテクチャとその製造プロセスを提案し開発した。シリコンや硫黄等の高容量活物質は多量のリチウムイオンを出し入れして大きく体積変化するため、良導電性で柔軟なカーボンナノチューブスポンジ膜に保持した電極により可逆動作を実現した。正極と負極の一方が膨張するとき他方は収縮するため、全体で体積を一定に保ち安定動作させる全電池「ソフト電池」を開発...
【工学】総合工学:リサイクルリチウムイオン電池を含む研究件
❏システム安全としてのリチウムイオン電池の安全設計手法の構築(15K12469)
【研究テーマ】社会システム工学・安全システム
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31
【研究代表者】平尾 雅彦 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 教授 (80282573)
【キーワード】システム安全 / 製品安全設計 / リチウムイオン電池 / ライフサイクル / フォルトツリー解析 (他14件)
【概要】リチウムイオン電池のライフサイクルを考慮した安全設計手法の開発のために、製品事故事例を調査を行った。最も事故例の大きい内部短絡事象について故障の木解析(FTA)による安全性分析と熱化学的現象シミュレーションを行った。短絡時の電極材料の不動態化のような本質安全設計の重要性を明らかにした。リチウムイオン電池の設計者のための安全設計アクティビティモデルを示すとともに、電池製造者、製品製造者、使用者が異な...
❏リサイクルによるレアメタル分離回収新技術の総合システム化に関する研究(22246118)
【研究テーマ】リサイクル工学
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2010-04-01 - 2013-03-31
【研究代表者】藤田 豊久 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70124617)
【キーワード】廃棄物資源化 / 廃棄物処理 / リサイクル / 資源開発工学 / レアメタル (他14件)
【概要】リサイクルによるレアメタル回収新技術として以下の選択破砕、物理選別、化学処理の技術を研究した。RFIDによる部品管理、ラマン分光による黒色材料のソーター選別、リサイクルの前処理として水中爆砕と機械破砕を組み合わせた選択的材料剥離、電子基板の炭化法による臭素除去と共に銅薄膜の回収および実装部品の熱処理と物理選別によるタンタルとニッケル回収、リチウムイオン電池からのコバルトとリチウム回収、廃超硬工具か...
【工学】総合工学:ナノ粒子リチウムイオン電池を含む研究件
❏レーザ照射によるSi-in-C複合ナノワイヤ生成と次世代Liイオン電池への応用(21K18681)
【研究テーマ】
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2021-07-09 - 2023-03-31
【研究代表者】閻 紀旺 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40323042)
【キーワード】レーザ照射 / ナノ粒子 / ナノファイバー / シリコン / カーボン (他8件)
【概要】電気自動車やスマートハウスの普及に伴い,リチウムイオン電池の高容量化が求められている.従来の炭素電極の代わりに高容量化の見込めるシリコン負極の研究が進められているが,シリコン負極は充電時に体積膨張が生じるため,充放電を繰り返すとシリコン膜が崩壊する問題がある.本研究では,半導体産業から大量に排出させるシリコンスラッジに適量な炭素粉末を混合させ,高出力レーザを照射することによりシリコンと炭素からなる...
❏レーザ照射によるSiマイクロピラーの高速生成と次世代Liイオン電池への応用探索(17K18833)
【研究テーマ】材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2017-06-30 - 2019-03-31
【研究代表者】閻 紀旺 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40323042)
【キーワード】リチウムイオン電池 / シリコン負極 / レーザ照射 / マイクロピラー / 単結晶シリコン (他13件)
【概要】現在電子機器の消費電力の増加やスマートハウス,電気自動車などへの応用に伴い,リチウムイオン電池の高容量化が求められている.一方,半導体分野でSiウエハの生産においてワイヤソーによるインゴットの切断の際粒度がμmオーダーのSi粉末が切りくずとして大量に排出されいる.本研究では,銅箔上へ塗布された廃Si粉末へのナノ秒パルスレーザ照射を行った.その結果,Siマイクロピラーの形成に成功し,レーザフルエンス...
❏ナノ正極材料におけるリチウムイオン拡散現象への界面効果の解析(20810029)
【研究テーマ】ナノ材料・ナノバイオサイエンス
【研究種目】若手研究(スタートアップ)
【研究期間】2008 - 2009
【研究代表者】大久保 将史 (大久保 將史) 独立行政法人産業技術総合研究所, エネルギー技術研究部門, 研究員 (20453673)
【キーワード】リチウムイオン2次電池 / 電極 / ナノサイズ効果 / 正極材料 / ナノ粒子 (他7件)
【概要】リチウムイオン2次電池の高性能化のために電極材料のナノ化を行い、表面積の増加に伴う電気化学特性の変化を解明した。LiCoO_2については、ナノ化に伴い表面近傍のコバルトが還元されており、15nm以下のナノ化は容量・電位の低下により電極特性の劣化が著しいことが分かった。LiMn_2O_4については、ナノ化に伴い構造変化が緩和し、バルク材料では利用できない酸化還元反応についても利用可能になることを明ら...
【工学】総合工学:結晶成長リチウムイオン電池を含む研究件
❏水溶液科学に立脚した階層的集積化ナノセラミックスの合成と界面機能分野への応用(20360302)
【研究テーマ】無機材料・物性
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2008 - 2010
【研究代表者】今井 宏明 慶應義塾大学, 理工学部, 教授 (70255595)
【キーワード】結晶成長 / ソフトプロセス / 生体材料 / エネルギー材料 / バイオミネラル (他13件)
【概要】本研究では、水溶液系における金属イオンと有機分子やマトリクスとの相互作用を活用し、酸化物系およびリン酸塩系材料においてバイオミネラルに類似した階層的集積化ナノ結晶の構築法を検討するとともに、それらの電気化学・光触媒・生体適合性などの機能の調査をおこなった。マトリクスを利用した結晶成長により合成したマンガン系およびスズ系酸化物の階層的集積化ナノ結晶では、合成条件によって多様な酸化状態の化合物の作製が...
❏局在電子系における異常電極活性(19205027)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2007 - 2010
【研究代表者】山田 淳夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30359690)
【キーワード】リチウム電池 / 正極 / 拡散 / 相分離 / 局在電子 (他10件)
【概要】従来電池の電極としては機能しないとされてきた絶縁性物質に焦点をあて、良好な特性を示す複数の新規材料を提示し、その構造決定を行った。原子レベルでの異方的なイオンの振る舞いやその凝集の様子、さらにはその速度について実験的に明らかにした。これらを粒子サイズに依存する熱力学現象と捉え、解釈を行った。 ...
【医歯薬学】薬学:自己組織化リチウムイオン電池を含む研究件
❏レーザ照射によるSiマイクロピラーの高速生成と次世代Liイオン電池への応用探索(17K18833)
【研究テーマ】材料力学、生産工学、設計工学およびその関連分野
【研究種目】挑戦的研究(萌芽)
【研究期間】2017-06-30 - 2019-03-31
【研究代表者】閻 紀旺 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (40323042)
【キーワード】リチウムイオン電池 / シリコン負極 / レーザ照射 / マイクロピラー / 単結晶シリコン (他13件)
【概要】現在電子機器の消費電力の増加やスマートハウス,電気自動車などへの応用に伴い,リチウムイオン電池の高容量化が求められている.一方,半導体分野でSiウエハの生産においてワイヤソーによるインゴットの切断の際粒度がμmオーダーのSi粉末が切りくずとして大量に排出されいる.本研究では,銅箔上へ塗布された廃Si粉末へのナノ秒パルスレーザ照射を行った.その結果,Siマイクロピラーの形成に成功し,レーザフルエンス...
❏大環状芳香族分子の自己組織化によるナノ細孔性固体の構築(16K04864)
【研究テーマ】ナノ構造化学
【研究種目】基盤研究(C)
【研究期間】2016-04-01 - 2019-03-31
【研究代表者】佐藤 宗太 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任准教授 (40401129)
【キーワード】自己組織化 / 大環状芳香族化合物 / アルカリ金属 / リチウムイオン電池 / リチウム電池
【概要】新しい芳香族有機分子ユニットを採用し,その環状化反応を行うことで新規大環状芳香族分子を多数合成でき,機能探索に必要な大量合成の経路も見出した.結晶化をスクリーニング探索した結果,中央部の空孔が1次元配列したチャンネル構造を持つ結晶性粉体を調製できた.さらに,結晶化溶媒分子を除去してもその細孔構造は維持できることを見出した.単結晶X線構造解析するとともに,機能探索を行う粉体状態でも粉末X線解析により...
【医歯薬学】薬学:リチウムイオン電池を含む研究件
❏複数電荷応答を許容する固体マトリクスの探索(22655067)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】挑戦的萌芽研究
【研究期間】2010 - 2012
【研究代表者】山田 淳夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30359690)
【キーワード】複数電荷応答 / 酸化還元電位 / インターカレーション / ピロリン酸 / ビロリン酸 (他9件)
【概要】3価の鉄原料と還元剤かつカーボン源としての有機物との燃焼反応時の自己発熱により、2価鉄からなる均一性の極めて高い前駆体を生成させ、これを比較的低温で短時間処理することでカーボンコートされた最終生成物を得る方法を開発し、効率的な材料スクリーニングを可能にした。A2MP2O7系材料において複数の新規化合物や新規多形を見いだし、高電圧特性と高安全性を高度に両立可能な材料群であることを提示した。その他、シ...
❏局在電子系における異常電極活性(19205027)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(A)
【研究期間】2007 - 2010
【研究代表者】山田 淳夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30359690)
【キーワード】リチウム電池 / 正極 / 拡散 / 相分離 / 局在電子 (他10件)
【概要】従来電池の電極としては機能しないとされてきた絶縁性物質に焦点をあて、良好な特性を示す複数の新規材料を提示し、その構造決定を行った。原子レベルでの異方的なイオンの振る舞いやその凝集の様子、さらにはその速度について実験的に明らかにした。これらを粒子サイズに依存する熱力学現象と捉え、解釈を行った。 ...
❏トリフィライト系列化合物の構造・電極活性相関(16350108)
【研究テーマ】無機工業材料
【研究種目】基盤研究(B)
【研究期間】2004 - 2006
【研究代表者】山田 淳夫 東京工業大学, 大学院総合理工学研究科, 助教授 (30359690)
【キーワード】リチウム電池 / 大型電池 / 鉄 / 正極 / オリビン (他12件)
【概要】オリビン型Li_x(Mn_yFe_<1-y>)PO_4において、リチウムイオン電池正極としての機能させる際のMn固溶に伴う著しい失活が起こることが知られている一方で、y<0.05程度の少量置換では逆に電極活性が向上するという報告がある。X線回折、磁化率測定、メスバウア分光によって同定を行った後、高エネルギー加速器研究機構中性子実験施設VEGA、HITにおける回折および全散乱実験を...