2012年研究カタログ
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■ 研究担当:秋本順二/永井秀明/木嶋倫人/間宮幹人/片岡邦光 ■ 先進製造プロセス研究部門 結晶制御プロセス研究グループ■ 連携担当:市川直樹 高エネルギー密度リチウムイオン電池の研究開発研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●高エネルギー密度化のための酸化物系電池材料の開発 ●次世代酸化物系電池材料の新規材料製造プロセス技術の研究 ●酸化物系電池材料の精密な結晶構造解析技術 リチウム二次電池は、携帯電話やノートパソコン等の小型電池として広く普及していますが、今後は、自動車や電力貯蔵・平準化等における大型電池の本格的な使用が予想されています。当研究グループでは、電池の高エネルギー密度化、低コスト化、長寿命化、安全性向上に繋がる新しい電池材料を開発しています。また、そのための製造技術として、ソフト化学法、液相マイクロ波合成法、高圧合成法等の新規材料製造プロセスの研究を行っています。さらに、精密な結晶構造解析技術を適用し、新型の結晶構造を有する電池材料の材料設計を行っています。 液相マイクロ波プロセスにより合成された酸化物ナノ粒子について、初回充電容量が1000 mAh/gを超え、サイクル特性が良好であることを確認し、次世代の高容量負極材料としての研究開発を進めています(図1)。 また、高圧合成法とソフト化学法を利用した新規電極材料の合成および結晶構造の解析に取り組み、ラムズデライト型とカルシウムフェライト型の部分構造が1:1で積層した結晶構造を有する新しいチタン酸化物を見いだすと共に、250 mAh/g以上の高容量で可逆的な充放電が可能であることを明らかにしています(図2)。●酸化物系電池材料の精密な結晶構造解析技術● 特開2008-204777 (H20/09/04)「リチウム電池用活物質およびその製造方法、並びに該活物質を用いたリチウム電池」● 特開2012-051740 (H24/03/15)「チタン酸化物及びその製造方法、並びにそれを部材として使用した電気化学デバイス」謝辞: 本研究は、新エネルギー・産業技術総合開発機構の委託事業「次世代自動車用高性能蓄電システム技術開発」により行われたものです。図1 酸化物ナノ粒子電池材料の液相マイクロ波合成図2 新規チタン酸化物の合成と結晶構造解析● 研究拠点つくば中央286ナノテクノロジー・材料・製造分野第6会場N-29N-29

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