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研究テーマ

高速サイクリックボルタンメトリーによるリチウム二次電池正極活物質と集電体の界面現象の解析

高速サイクリックボルタンメトリーによるリチウム二次電池正極活物質と集電体の界面現象の解析 ◆2002(平成14)年度ノート⇒#200@ノート; ◆2001(平成13)年度ノート⇒#201@ノート; ○上村潤, …らは、2001年に東京理科大学神楽坂キャンパスで開催された2001年電気化学秋季大会において溶融炭酸塩中におけるアルミニウムの不働態皮膜生成機構について報告している⇒#75@学会;。 ◆2000(平成12)年度研究ノート⇒#222@ノート; 【関連講義】卒業研究(C1-電気化学2004~),【2000年度(平成12)卒業研究】⇒#516@講義; 【同輩】さくりん⇒#191@卒論; じゅんは、2001年に、それまでの研究をフォトリソグラフィ技術を用いたリチウム電池正極活物質配置制御によるレート特性の改善というテーマで卒業論文としてまとめ、山形大学を卒業した⇒#188@卒論;。

かみむら, 山形大学 修士論文(仁科研究室), (2001).

リチウム二次電池用正極集電体アルミニウムの不働態皮膜制御によるサイクル特性の向上

リチウム二次電池用正極集電体アルミニウムの不働態皮膜制御によるサイクル特性の向上 「実験の神様が降りてきたっ!!!」金の集電体を使うという効果な実験をしてくれました。 水分⇒#841@講義; 金集電体⇒#1799@講義; 藤原徹⇒#497@人名; 立花和宏,○…らは、2000年に秋田で開催された平成12年度化学系7学協連合東北地方大会においてリチウム二次電池電解液中の水分制御による電池性能の向上について報告している⇒#63@学会;。 【2000年度(平成12)卒業研究】⇒#516@講義; ◆2000(平成12)年度研究ノート⇒#222@ノート;

とおる, 山形大学 卒業論文(仁科研究室), (2001).

卒業論文のテーマ(仮)

◆2000(平成12)年度ノート⇒#222@ノート;

さくりん, 山形大学 卒業論文(仁科研究室), (2001).

溶融炭酸塩中におけるアルミニウム材料の不働態化と皮膜生成機構

溶融炭酸塩中におけるアルミニウム材料の不働態化と皮膜生成機構 瀧澤 直子らは、2000年に秋田で開催された平成12年度化学系7学協連合東北地方大会において溶融炭酸塩中におけるアルミニウム材料の腐食抑制について報告している⇒#62@学会;。 瀧澤 直子さんはとても明るい性格でみんなからあねごと呼ばれて慕われました。板金修理、とジョークを飛ばしながら、研究室に遊びにやってきて、たこ焼きをご馳走してくれました。山形大学で学び、その足跡をしっかりと残しました。2003年8月⇒#744@ノート;に逝去。 燃料電池⇒#1584@講義; ◆2000(平成12)年度ノート⇒#222@ノート; 【2000年度(平成12)卒業研究】⇒#516@講義;

瀧澤 直子, 山形大学 卒業論文(仁科研究室), (2001).

リチウム二次電池駆動用有機電解液中における正極アルミニウム集電体腐食のその場観察

リチウム二次電池駆動用有機電解液中における正極アルミニウム集電体腐食のその場観察 【関連講義】卒業研究(C1-電気化学2004~),【2000年度(平成12)卒業研究】⇒#516@講義;

なおみ, 山形大学 卒業論文(仁科研究室), (2001).

リチウム二次電池正極活物質LiMn2O4のクエン酸錯体法による合成の制御

リチウム二次電池正極活物質LiMn2O4のクエン酸錯体法による合成の制御 マンガン酸リチウム⇒#838@講義; ◆2000(平成12)年度ノート⇒#222@ノート;

ゆみこ, 山形大学 卒業論文(仁科研究室), (2001).

クエン酸錯体法による5V級リチウム電池正極活物質LiNixMn2-xO4の合成と評価

ニッケルを混合して高い電圧を得る。 ニッケル酸リチウム⇒#840@講義; ◆2000(平成12)年度ノート⇒#222@ノート;

にっこ, 山形大学 卒業論文(仁科研究室), (2001).

口頭発表

リチウム電池駆動用電解液中でのアルミニウムの不働態化-水分の影響-

リチウム電池駆動用電解液中でアルミニウムは不働態化する⇒#14262@業績;。その際の水分の影響について検討を行った。 LiBF4⇒#474@化学種;+水分、皮膜耐電圧⇒#305@物理量;の上昇 LiPF6⇒#475@化学種;+水分、皮膜耐電圧の上昇 LiClO4⇒#473@化学種;、+水分、腐食の促進 まず定電流法を用いて各水分濃度における電位時間曲線を測定しました。この図はLiBF4中における電流密度1mAでの電位上昇曲線を示します。この結果から水分濃度が増加すると電位上昇速度が小さくなったことがわかります。また、この表は各水分濃度に対するブレークダウン電位を示したものですが水分濃度が高くなるにつれてブレークダウン電位が大きくなりました。したがって、水分濃度に対して生成皮膜の組成が連続的に変化する. カールフィッシャー水分計⇒#16@測定装置; ◆2000(平成12)年度研究ノート⇒#222@ノート; 【物理量】 アノダイジングレシオ⇒#72@物理量;ブレークダウン電圧⇒#317@物理量;電位上昇速度⇒#393@物理量; 【関連講義】 アルミ

立花 和宏佐藤 幸裕仁科 辰夫遠藤 孝志 ,2000年電気化学秋季大会 ,p.17 (2000).

リチウム電池駆動用電解液中でのアルミニウムの不働態化-皮膜生成機構-

有機電解液中でアノード酸化して皮膜が生成する。 佐藤 幸裕は、2002年に、それまでの研究をリチウム二次電池正極劣化の機構解明と抑制というテーマで修士論文としてまとめ、山形大学を卒業した⇒#156@卒論;。 【化学種】 四フッ化ホウ酸イオン⇒#490@化学種;/六フッ化リン酸イオン⇒#491@化学種;/過塩素酸イオン⇒#123@化学種; 【物理量】 アノダイジングレシオ⇒#72@物理量;ブレークダウン電圧⇒#317@物理量; 【関連講義】 アルミニウムアノード酸化皮膜と高分子化合物の接触界面における電気化学,アルミニウムはなぜ有機電解液中で腐食されないか?⇒#3510@講義; 卒業研究(C1-電気化学2004~),リチウム電池駆動用電解液中におけるアルミニウムの不働態化(2001)⇒#2686@講義;

○立花和宏,佐藤幸裕,仁科辰夫,遠藤孝志,小野幸子 ,2000年電気化学秋季大会 (2000).

溶融炭酸塩を用いたリチウム電池正極活物質合成におけるその形状の観察と制御

平成12年度化学系9学協会連合東北地方大会@秋田県⇒#280@ノート; 溶融炭酸塩を用いたリチウム電池正極活物質合成におけるその形状の観察と制御 じゅん⇒#188@卒論;はフォトリソグラフィーでパターニングした金電極上にコバルトめっきし、それを溶融炭酸塩につけてコバルト酸リチウムの形状制御してボルタモグラムによってレート特性を確認した。その結果、輪郭線長に応じた電流が観察された。 ●2000年度(平成12)卒業研究⇒#516@講義; 【関連講義】卒業研究(C1-電気化学2004~),学会発表2000@C1⇒#3680@講義;

立花和宏,○上村潤,遠藤孝志,仁科辰夫 ,平成12年度化学系7学協連合東北地方大会 (2000).

誘電泳動現象によるHPLC用分配剤微粒子の捕集・排出技術の研究

誘電泳動現象によるHPLC用分配剤微粒子の捕集・排出技術の研究 【関連講義】卒業研究(C1-電気化学2004~),学会発表2000@C1⇒#3680@講義;

仁科辰夫,望月亮,立花和宏,遠藤昌敏,遠藤孝志 ,平成12年度化学系7学協連合東北地方大会 (2000).

リチウム二次電池正極活物質に電解液が及ぼす影響の迅速評価

クエン酸錯体法で作った電極を使ってリチウム二次電池正極活物質に電解液が及ぼす影響の迅速評価について検討した。 リチウム二次電池正極集電体には、アルミニウムが用いられている。そこで実際の電池で起こりうる副反応として考えられる集電体のアルミニウムの腐食を起こすためにアノード分極処理を行い、その電解液をもちいて正極活物質に及ぼす影響を検討した クエン酸ディップ法で作成したLiMn2O4薄層電極は100mV/sという高速掃引時においても電池性能を評価できる。電解液中に存在するAlイオンや電解液分解生成物が電池反応、特に放電反応を阻害していると考えられる。アニオンの種類が違うと活物質に与える影響も異なる 平成12年度化学系9学協会連合東北地方大会@秋田県⇒#280@ノート; さくりんは、2003年に、それまでの研究を電気エネルギー貯蔵デバイスにおける集電体金属表面の接触抵抗の解析というテーマで修士論文としてまとめ、山形大学を卒業した⇒#191@卒論;。 【関連講義】卒業研究(C1-電気化学2004~),学会発表2000@C1⇒#3680@講義;

立花和宏,○鈴木智統,遠藤孝志,仁科辰夫 ,平成12年度化学系7学協連合東北地方大会 (2000).

リチウム二次電池電解液中の水分制御による電池性能の向上

リチウム二次電池電解液中の水分制御による電池性能の向上    (山形大工) 立花和宏・○藤原徹・遠藤孝志・仁科辰夫 【目的】 リチウム二次電池は電力貯蔵デバイスとして、さらなる長寿命化が期待されている。現在、リチウム二次電池中には水分が含まれないほうが電池としての性能がよいとされている。しかし、水分が具体的に作用する機構について論じた報告は少ない。そこで、リチウム二次電池電解液中における水分濃度が、LiMn2O4のサイクル特性にどのような影響を与えるか検討することを目的とした。 【方法】 正極活物質として、LiMn2O4⇒#494@材料;(三井金属鉱業Lot. No=97055)を用いた。活物質30mgにアセチレンブラック(DENKA BLACK)5mgをよく混ぜ、PVDF+NMP(呉羽化学工業#1120)を一滴加えてメノウ乳鉢上でよく混練し、正極合剤とした。アルミニウム箔(多結晶性99.99%)を直径8mmに打ち抜き、アルミニウムワイヤ(NILACO 99.999%0.5mmφ)をスポット溶接したものを正極集電体とした。

立花和宏,○藤原徹,遠藤孝志,仁科辰夫 ,平成12年度化学系7学協連合東北地方大会 (2000).

溶融炭酸塩中におけるアルミニウム材料の腐食抑制

溶融炭酸塩中におけるアルミニウム材料の腐食抑制 あねご⇒#187@卒論; 平成12年度化学系9学協会連合東北地方大会@秋田県⇒#280@ノート; ◆2000(平成12)年度ノート⇒#222@ノート; 【関連講義】卒業研究(C1-電気化学2004~),学会発表2000@C1⇒#3680@講義;

立花和宏,○滝澤直子,遠藤孝志,仁科辰夫 ,平成12年度化学系7学協連合東北地方大会 (2000).

誘電損失の異なる試料のESR-CT画像計測

生体計測用ESR-CT画像計測装置において,一般に誘電損失が異なる試料の場合,ラジカル濃度を決定することは非常に困難である.そこで,我々は測定試料と既知濃度の測定試料と同じ試料を一緒に共振器内に入れ画像計測を行い,得られたESR-CT画像のマーカー部分と測定試料部分の輝度値を比較して濃度決定を行う方法を提案した.しかし,生体内の誘電損失は,部位別に異なるため,誘電損失の違いがESR-CT画像に影響を与える可能性がある.本研究では,ESR-CT画像へ及ぼす誘電損失の影響について検討した.

○伊藤智博,尾形健明 ,平成12年度化学系7学協会連合東北地方大会 (2000).

リチウム二次電池正極アルミニウム集電体の腐食抑制による電池サイクル特性の向上

緒言 リチウム二次電池の正極集電体に用いられるアルミニウムは、フッ素を含む有機電解液中で高電場機構により緻密なバリヤ皮膜を生成して不働態化する。この皮膜は電池の劣化を引き起こすアルミニウムの腐食や電解液の分解と密接な関係があり、皮膜のバリヤ性を向上させることで電池のサイクル特性の向上が期待できる。実際の電池製造プロセスでは、アルミニウム材料の選択、表面処理、正極合剤の塗布、ロールプレス、電解液の注入、化成といった工程からなる。ここでは正極集電体の不働態皮膜の性質と電池性能の関係を明らかにし、それぞれの工程における不働態皮膜の制御方法について検討した。 実験方法 電気化学測定として、電流絞込み時における漏れ電流を測定するために定電位法を用いた。試料極としてアルミニウム箔(多結晶性99.99%、厚み 0.1mm、電解コンデンサー用)の旗型電極(7mm×7mm)を用い、前処理としてアルカリ脱脂を行った。有機電解液として、1M LiBF4/PC+DME(50:50)及び1M LiPF6/PC+DME(50:50)(キシダ化学)を用いた。対極としてPt、参照極にAg擬似参照電極(+3.0V

佐藤幸裕 ,第41回電池討論会 (2000).

リチウム電池正極アルミニウム集電体の腐食が正極活物質のサイクル特性に及ぼす影響

第41回電池討論会, 日時:2000(平成12)年11月20日(月)~22日(水) 場所:名古屋国際会議場 (名古屋市熱田区熱田西町1-1). 1.緒言 リチウム二次電池は電力平準化デバイスとして更なるサイクル特性の向上が期待されている。その正極集電体には、電気伝導性、耐食性、加工性、軽量性、コストなどの視点からアルミニウムが用いられる。このアルミニウム集電体の腐食が、リチウム二次電池の劣化機構のひとつであると報告されている。しかし、アルミニウム集電体の腐食が電池反応にどのような影響を及ぼすのか報告している例はない。ここでは、クエン酸錯体浸漬法によるLiMn2O4薄層電極を用いて、アルミニウム集電体の不働態皮膜の破壊が、正極活物質反応のサイクル特性に及ぼす影響を検討する。 2.実験方法 LiNO3、Mn(NO3)2、クエン酸1水和物を混合し、少量の水に溶解し、集電体として金ワイヤ(φ0.3mm)を浸漬した。そのままロータリーエバポレータで70℃、1h蒸発し、強粘性の液体を得た。この液体を真空乾燥機(YAMATO DP22)で、真空乾燥し、フレーク状の中間体を経て、仮焼、

立花和宏 ,第41回電池討論会 (2000).

論文発表

特許特願2001-261247 タンタル又はニオブ材料の粗面化方法

腐食とエッチング加工に関する発見 タンタルは有機電解…ことが知られている⇒#2090@講義;。 にらは、2002年に、それまでの研究を有機電解液を用いた生体材料金属の電解エッチング法の開発というテーマで卒業論文としてまとめ、山形大学を卒業した⇒#180@卒論;。 さかもとは、2002年に、それまでの研究を有機電解液中におけるバルブメタルのアノード皮膜特性というテーマで卒業論文としてまとめ、山形大学を卒業した⇒#176@卒論;。 【関連講義】卒業研究(C1-電気化学2004~),刊行物@C1(2001◆H13)⇒#3699@講義; 2001年8月30日出願(特願2001-261247) 2003年3月12日公開(特開2003-073900) 代理人:小倉特許事務所


立花和宏、尾形健明、仁科辰夫、遠藤孝志、坂本裕輔、松橋大輔、韮澤祐司、鈴木雄一 ,特許特願2001-261247(2001).

特許特願2001-51689 非水溶液を用いたリチウム二次電池

出願番号 特許出願2001-051689 公開番号 特許公開2002-260728 (22)【出願日】平成13年2月27日(2001.2.27) (43)【公開日】平成14年9月13日(2002.9.13) (57)【要約】 【目的】 充放電を繰り返しても放電容量の低下が少ないリチウム二次電池を提供する。 【構成】 リチウム複合酸化物を正極活性物質、フッ素を含むアニオンのリチウム塩を主電解質、不動態皮膜が形成される金属を正極集電体とするリチウム二次電池において、酸素供与物質として副電解質に含酸素リチウム塩又は水分が添加されている。含酸素リチウム塩には、塩素酸リチウム,ヨウ素酸リチウム,炭酸リチウム,ケイ酸リチウム,水酸化リチウム等がある。正極集電体には、表面が不動態皮膜で覆われるバルブメタルやステンレス鋼が使用される。 【効果】 酸素供与物質によって正極集電体表面の不動態皮膜が強化されるため、電池性能の低下が抑制される。 ---------------------------------------------------------------


立花和宏、尾形健明、仁科辰夫、遠藤孝志、佐藤幸裕、藤原徹、鈴木智統 ,特許特願2001-51689(2001).

特許特願2001-286665 非水溶液電解液二次電池


立花和宏、尾形健明、仁科辰夫、遠藤孝志、坂本裕輔、松橋大輔、韮澤祐司、鈴木雄一 ,特許特願2001-286665(2001).

特許特願2001-135581 リチウム二次電池および電気二重層キャパシタ

メジアン径が0.8マイクロメートル以下の微粒炭素が不働態皮膜を有する正極集電体に表面に塗布されていることを特徴とするリチウムイオン二次電池および電気二重層キャパシタ。


立花和宏、仁科辰夫、小沢昭弥 ,特許特願2001-135581(2001).


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