パノスコピック形態制御された希土類系リチウム貯蔵合金電極の創製と二次電池への応用

全景形貌控制稀土储锂合金电极的制备及其在二次电池中的应用

基本信息

批准号：
19018019
负责人：
坂口裕樹
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Tottori University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

リチウム二次電池用の次世代負極の創製をめざし,種々のLa-Sn系合金を合成しさらにそれらを原料としてガスデポジション(GD)法により作製した厚膜電極の性能を調べた.LaSn, La_3Sn_5およびLaSn_3の各希土類合金を合成しこれらをGD膜電極としたところ,従来法により作製された電極と比較して充放電サイクル安定性が顕著に向上することがわかった.Sn単体の電極が数サイクルの間に急激に容量が減衰するのに対し,Laと合金化した電極ではそのような挙動が顕著に改善されることがわかった.特に,La_3Sn_5電極ではSn単体電極と同等の初期放電容量を有する一方で格段に優れたサイクル安定を示したことは注目に値する.これは,合金化によりLiの挿入一脱離にともなう体積変化が減少したことおよびGD法で厚膜化する際に応力変化を緩和し易い膜形状あるいは形態にできたためと推察される.最適な組成という点においては,サイクル後期で急激な容量の低下があるものの,総合的にみるとLaSn_3が最も魅力的な電極であると判断した.さらに,LaSn3にリチウムを機械的手法で添加して得られたLi_3LaSn_3は,GD膜電極においても,リチウム未添加の電極と比較して,充放電第1サイクルにおける容量可逆性が改善されることを確かめた.リチウムの代わりにホウ素を添加した場合は(B_3LaSn_3 GD膜電極),容量可逆性には改善は認められないがサイクル安定性を一層向上できることがわかった.これは,LaSn_3に硬度の高いホウ素を添加することでGD法による製膜時に粒子同士が密着しすぎることを防ぎ,充放電の体積変化による応力を緩和できるような適度な空隙を作ることができたためではないかと推察した.

为了创造下一代锂二次电池负极，我们合成了各种La-Sn合金，并研究了以它们为原料采用气相沉积（GD）法制造的厚膜电极的性能。LaSn，当合成稀土合金La_3Sn_5和LaSn_3并将其用作GD膜电极时，发现与传统方法制备的电极相比，充放电循环稳定性显着提高，但容量在几个循环内迅速下降。结果发现，这种行为在碳含量为30%的电极中得到了显着改善。特别值得注意的是，La_3Sn_5电极具有与单个Sn电极相当的初始放电容量，但表现出更好的循环稳定性。这是因为合金化减少了由于锂嵌入和脱附而引起的体积变化。据推测，这是由于创建了薄膜形状或形式，以便在使用 GD 方法增厚薄膜时可以轻松减轻应力变化。总的来说，我们认为 LaSn_3 是最有吸引力的电极。此外， L经证实，与未添加锂的电极（B_3LaSn_3）相比，通过向aSn3机械添加锂而获得的Li_3LaSn_3在第一次充电/放电循环中即使在GD膜电极中也具有改善的容量可逆性。尽管没有观察到GD膜电极的电容可逆性得到改善，但我们发现循环稳定性可以进一步提高，我们推测这是因为我们能够产生适量的空隙以防止过多的接触和接触。以减轻充电和放电过程中体积变化带来的应力。

项目成果

期刊论文数量（5）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Anode Properties of Lithium Storage Alloy Electrodes Prepared by Gas-Deposition

气相沉积锂合金电极的阳极性能

DOI：
发表时间：
2007
期刊：
Electrochem. Solid-State Lett. 10
影响因子：
0
作者：
S. Takai;H. Sakaguchi et.al.;S. Takai;H. Sakaguchi;H. Sakaguchi et.al.;坂口裕樹;H. Sakaguchi
通讯作者：
H. Sakaguchi

ガスデポジション法により作製した希土類-スズ系合金厚膜電極のリチウム二次電池負極特性

气相沉积法制备稀土-锡合金厚膜电极锂二次电池负极特性