成果報告書詳細
管理番号20100000002428
タイトル*平成21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/要素技術開発/活物質・カーボンナノ複合構造制御による高出力・大容量Liイオン二次電池の研究開発
公開日2011/1/25
報告書年度2009 - 2009
委託先名国立大学法人長崎大学
プロジェクト番号P07001
部署名燃料電池・水素技術開発部
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 1-1. 研究目的と目標
次世代自動車の動力源としてLiイオン二次電池を応用するためには,長距離走行が可能な容量特性と,走行負荷変動に対応でき,かつ短時間での充電を可能にする高出力特性を兼ね備えた電池電極材料の開発が必要不可欠である。さらに,実用化のためには,安定性や安全性の確保,経済性をクリアする必要がある。このような命題の解決に向けて,本研究では,電極構成材料として活物質/カーボン複合系材料に焦点を当て,高速でのイオン・電子移動ならびに固体内Li拡散を可能にするナノ複合構造の新しい制御技術開発を行い,高性能電極の構造設計・構築を通してLiイオン二次電池の高出力・大容量化を図ることを目的とする。本目的に対し,導電相としてのカーボンと活物質からなる複合構造をナノレベルからマクロレベルに至るまで最適化し,電子移動や固相内Li拡散の抵抗低減とともに,電解液の浸透すなわち電解質イオンの移動に有利(電解液抵抗の低減)で,大きな界面面積(電荷移動抵抗の低減)を有するナノ複合電極の開発およびこれによる高出力・大容量のLiイオン二次電池の性能評価を産業技術総合研究所本間グループと連携して行う。
英文要約Title: Development of High Power and High Energy Li-ion Secondary Battery by Nanofabrication of Li-host/Carbon Composites (FY2007-FY2009) FY2009 Annual Report
To the aim of developing high power and high energy Li-ion secondary batteries, it is indispensable to fabricate a nanostructured electrode which enables high-rate electrochemical reactions to occur in the cell, that is, to design and fabricate high surface area electrode structure effective to smooth ion transport in quasi three-dimensional electrode interface, Li-ion diffusion in active material solid, electron transfer accompanied with faradic reactions and so on. The present project focuses on developing a high performance electrode, which has high-rate charging-discharging property while keeping a large capacity, via nano-structural control of Li-host/carbon composite materials.
  In FY2009, we have developed a simple and low energy synthetic process of nanoporous graphitized carbons from hard carbon sources by using a catalyst and heating at low temperature (900-1500 C). The graphitized condition of nanoporous carbons could be optimized by controlling catalyst-loading amount and heating temperature as well as pore size of porous carbon precursor. A nanoporous graphitized carbon obtained by heating at 1400C, graphite phases in which produced preferentially at the surface of pore wall, showed larger charging-discharging capacity at the potential range of 0-0.3 V vs. Li/Li+ than a nanoporous graphitized carbon synthesized from a pitch by heating at 2500 C. The catalyst-derived nanoporous graphitized carbon was superior in rate-capability to conventional graphites, suggesting that the nanoporous graphitized carbon is useful as a high power material.
  Composites of silicon nanoparticles and carbons were also tired to be synthesized in order to develop large capacitive negative electrode materials through two methods; (1) mixing the nanoporous graphitized carbon with silicon nanoparticles, (2) carbon-coating of silicon nanoparticles. It was found that both methods have a potential to yield nanocomposite materials with large capacity and well cyclability.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

▲トップに戻る