Li-Ionマイクロバッテリーのアノードとしてのナノ結晶メソポーラスLiTiO薄膜のゾル-ゲル合成

Sol-Gel Synthesis of Nanocrystalline Mesoporous LiTiO Thin-Films as Anodes for Li-Ion Microbatteries.

• Jadra Mosa
• Mario Aparicio

抄録

リチウムイオン電池用LiTiO（LTO）をベースとした負極の開発は、長寿命（充放電サイクルの安定性）と安全性の向上を可能にすることから、近年非常に重要になってきています。この材料を薄膜状に加工することで、特性の制御が可能となり、導電性の低下やリチウムイオンの拡散性の低下といった欠点を改善することが可能となります。本研究では、ブロックコポリマーテンプレートとLi-Ti二重アルコキシドのその場合成を組み合わせたメソ構造カーボンドープLiTiO薄膜を合成することで、これらの欠点を制限することを試みた。結晶性と空隙率分布(細孔サイズ,細孔容積,相互接続性)の妥協点に到達するための最適な熱処理条件(温度,時間,雰囲気)を決定するために、構造と電気化学的特性の評価を行った。

The development of anodes based on LiTiO (LTO) for lithium ion batteries has become very important in recent years on the basis that it allows a long service life (stability in charge-discharge cycling) and safety improvements. The processing of this material in the form of thin film allows for greater control of its characteristics and an improvement of its disadvantages, namely reduced electrical conductivity and low diffusion of lithium ions. In this work, we try to limit these disadvantages through the synthesis of a mesostructured carbon-doped LiTiO thin-film with a pure spinel phase using a combination of a block-copolymer template and in situ synthesis of Li-Ti double alkoxide. Structural and electrochemical characterization has been carried out to determine the best conditions (temperature, time, atmosphere) for the thermal treatment of the material to reach a compromise between crystallinity and porosity distribution (pore size, pore volume, and interconnectivity).