成果報告書詳細
管理番号20110000000689
タイトル*平成22年度中間年報 次世代自動車用高性能蓄電システム技術開発 次世代技術開発 液相マイクロ波プロセスによる次世代高容量活物質の研究開発
公開日2012/4/6
報告書年度2010 - 2010
委託先名独立行政法人産業技術総合研究所
プロジェクト番号P07001
部署名スマートコミュニティ部
和文要約和文要約等以下本編抜粋:1. 研究開発の内容及び成果等 <研究目的と本年度の目標> 酸化鉄等の遷移金属酸化物もナノ粒子化することにより充放電が可能になり、高容量の負極として機能することが報告されている。これらのナノ酸化物活物質は、インターカレーション反応を利用した従来型の酸化物系負極材料に比べ高容量であり、金属までの還元反応を利用することにより1000 mAh/g を超える高容量化が達成されている。
金属酸化物の金属までの還元反応を充放電反応に応用する場合、従来技術では到達できないレベルまで微細化が可能な合成技術を確立する必要がある。液相マイクロ波プロセスは、均一且つ急速加熱を特徴とするため、均一な核生成ならびに結晶成長が可能であり、従来技術に比べ、より微細で粒度分布の少ないナノ粒子を合成可能な手法である(図1)。
英文要約Title: Development of High-performance Battery System for Next-generation Vehicles / Next-generation Technology Development / Research and Development of Next-generation Active Materials with High Energy Density by Liquid Microwave Process (FY2008-FY2011) FY2010 Annual Report
Nanoparticles have the potential to deliver a step change in the performance of lithium-ion batteries. Microwave heating is beneficial to the formation of uniform nanoparticles because microwave irradiation can heat a substance uniformly, leading to a more homogeneous nucleation and a shorter crystallization time compared with those for conventional heating. In this financial year, ultrafine SnO2 nanoparticles were successfully synthesized by microwave heating. Transmission electron microscopy and scanning electron microscopy images showed that most of primary particles had ellipsoid shapes, and those sizes were around 5 nm. The SnO2 nanoparticles worked as a rechargeable electrode material, and the initial lithium insertion capacity was 1670 mAh/g which is significantly larger than that of a specimen synthesized by conventional method. In this year, we also investigated Fe2O3 nanoparticles synthesized by microwave heating. The 500 nm size particles showed better cycling performance. A specific capacity of about 890 mAh/g for 50 cycles was achieved, and the capacity retention after 50 cycles was about 70%. Mossbauer spectrum verified that valence of Fe in the electrode after charge-discharge is not entirely trivalent, and SEM images showed that shapes of active materials in the electrode were almost unchanged after charge-discharge cycling.
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