(465-0218)金属溶湯脱成分法により作製したドープナノポーラスSi の形態とリチウムイオン電池性能との関係

摘要

ナノポーラスSi(NP-Si)は、優れた充放電容量とサイクル特性を両立できることから、リチウムイオン電池(LIB)負極への適用が期待されている。我々は、Si 合金前駆体を金属浴に浸漬して、NP-Si をトップダウン的に作製する金属溶湯脱成分法を開発し、このNP-Si を用いたLIB 電極が優れた電池性能を示すことを明らかにしてきた。[1]更に、その優れた電池性能の一因が、脱成分工程でNP-Si 中に導入される不純物による導電率の上昇であることを明らかにした。[2]このことに着目し、前回大会では、NP-Si の原料となるSi 前駆体にAl を添加したAl-doped を作製し、LIB 電極のレート特性の向上を図った。その結果、ドーパントを添加していないNP-Si と比較すると、Al-doped のLIBレート特性は向上したが、その原因は、まだ詳しく解明されていない。そこで、本研究では、Al のドープがNP-Si のポーラス構造（ポロシティ、ポア／リガメントサイズ、比表面積）、表面状態、電気的性質に及ぼす影響を調査し、Al ドープによる電池性能の向上の原因を明らかにすることを目的とした。