[SS] S2 Materials Science of Advanced Energy Storage Devices

9:55 AM - 10:15 AM JST(12:55 AM - 1:15 AM UTC)

[S2.13] Thick Anodized Nanoporous TiO_2-x Anodes for Simultaneous Enhancement of Charge Transfer Kinetics and Lithium-Ion Storage

○Peng Wang¹, Yumi Hattori¹, Shunsuke Mori¹, Erli Lin¹, Takehiko Hihara¹, Song-Zhu Kure-Chu² (1. Nagoya Institute of Technology, 2. Southeast University)

Keywords:

Nanoporous TiO₂-x,Organic additives,Anodization,Rapid thick-film formation,Oxygen vacancies

近年、リチウムイオン電池（LIB）には高い安全性と大容量化が求められている。我々の過去の研究では、硝酸系電解液中でアノード酸化法を用いてナノポーラスTiO₂-TiO-TiN複合膜を作製し、導電助剤やバインダーフリーで機能するLIB負極を実現した。しかし、アノード酸化電流には限界があり、厚膜化による容量向上と電荷移動特性の両立は困難である。そこで、本研究では、有機添加剤を用いてアノード酸化皮膜の高速形成による厚膜化を図り、電荷移動特性とリチウムイオン貯蔵特性の両立を目指した。その結果、同一酸化時間で膜厚は5倍以上に増加し、最大3641 μAh cm^-2の放電容量を示した。また、厚膜化にもかかわらず電荷移動抵抗は約1/3まで低下した。TEM、XPSおよびESR解析より、ナノ微結晶の共存および酸素空孔の形成が、優れた電荷移動特性の発現に寄与したものと考えられる。