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放射性トレーサー8Liによるコバルト酸リチウムのナノスケールでのリチウム拡散測定

研究課題

研究課題/領域番号 25390036
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 ナノ材料工学
研究機関大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構

研究代表者

石山 博恒  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 協力研究員 (50321534)

連携研究者 鄭 淳讃  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 協力研究員 (00262105)
平山 賀一  大学共同利用機関法人高エネルギー加速器研究機構, 素粒子原子核研究所, 研究機関講師 (30391733)
長 明彦  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究所, 研究主幹 (80343929)
左高 正雄  独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究所, 研究主幹 (70354826)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワードナノマイクロ構造解析・評価・試験法 / 放射性トレーサー / リチウム2次電池 / 拡散係数
研究成果の概要

リチウム2次電池材料のリチウム拡散係数を、従来の放射性トレーサー8Li法を改良し、その測定下限値を大幅に改善して直接測定する方法を新たに開拓することを目的とした。低速(~8 keV) 8Liトレーサーを用いて、材料試料表面に対し小角度で8Li崩壊時に放出されるアルファ線を検出し、その時間強度変化を測定することで拡散係数を導出する手法である。Li電池材料の固体電解質であるLVSO、正極材料であるLiCoO2, LiMn2O4の測定を行いその拡散係数を非破壊、その場で測定した。Li電池材料中のナノスケールでのLi拡散を直接観察する新手法を確立することができた。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] Institute for Basic Science(韓国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct measurement of nanoscale lithium diffusion in solid battery materials using radioactive tracer of 8Li2016

    • 著者名/発表者名
      H. Ishiyama, S.C. Jeong, Y.X. Watanabe, Y. Hirayama, N. Imai, H.S. Jung, H. Miyatake, M. Oyaizu, A. Osa, Y. Otokawa, M. Matsuda, K. Nishio, H. Makii, T.K. Sato, N. Kuwata, J. Kawamura, H. Ueno, Y.H. Kim, S. Kimura, M. Mukai
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms

      巻: - ページ: 379-381

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2015.12.036

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] In situ lithium diffusion measurement in solid ionic conductors using short-lived radiotracer beam of 8Li2015

    • 著者名/発表者名
      H. Ishiyama, S.C. Jeong, Y.X. Watanabe, Y. Hirayama, N. Imai, H. Miyatake, M. Oyaizu, A. Osa, Y. Otokawa, M. Matsuda, K.Nishio, H. Makii, T.K. Sato, N. Kuwata, J. Kawamura, A. Nakao, H. Ueno, Y.H. Kim, S. Kimura, M. Mukai
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods B

      巻: 354 ページ: 297-300

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2014.10.031

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nanoscale diffusion tracing by radioactive 8Li tracer2014

    • 著者名/発表者名
      H. Ishiyama, S.-C. Jeong, Y. Watanabe, Y. Hirayama, N. Imai, H. Miyatake, M. Oyaizu, I. Katayama, A. Osa, Y. Otokawa, M. Matsuda, K. Nishio, H. Makii, T. Sato, N. Kuwata, J. Kawamura, A. Nakao, H. Ueno, Y. H. Kim, S. Kimura, M. Mukai
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 53 号: 11 ページ: 110303-110303

    • DOI

      10.7567/jjap.53.110303

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 短寿命核トレーサー8Liによるリチウム拡散係数測定の現状2014

    • 著者名/発表者名
      石山博恒、他
    • 雑誌名

      KURRI-KR

      巻: 202 ページ: 16-19

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] In situ diffusion measurements in solids using short-lived radioactive tracers of 8Li and 20Na2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ishiyama, S. C. Jeong, Y. X. Watanabe, Y. Hirayama, N. Imai, H. Miyatake, M. Oyaizu, I. Katayama, M. Sataka, A. Osa, Y. Otokawa, M. Matsuda, H. Makii, K. Nishio, T. K. Sato, A. Nakao
    • 雑誌名

      Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B

      巻: 317 ページ: 789-792

    • DOI

      10.1016/j.nimb.2013.07.054

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Measurement of Lithium Diffusion Coefficients in Battery Material Using Radioactive Tracer of 8Li2013

    • 著者名/発表者名
      H. Ishiyama, S. C. Jeong, Y. X. Watanabe, Y. Hirayama, N. Imai, H. Miyatake, K. Nishio, H. Makii, A. Osa, Y. Otokawa, M. Matsuda, T. K. Sato, N. Kuwata, J. Kawamura, A. Nako, H. Ueno, Y. H. Kim, S. Kimura, M. Mukai
    • 雑誌名

      京都大学原子炉実験所 KUR Report

      巻: KURRI-KR-195 ページ: 31-34

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Direct measurement of nanoscale lithium diffusion in solid battery materials using radioactive tracer of 8Li2015

    • 著者名/発表者名
      H. Ishiyama, S.C. Jeong, Y.X. Watanabe, Y. Hirayama, N. Imai, H. Miyatake, M. Oyaizu, A. Osa, Y. Otokawa, M. Matsuda, K.Nishio, H. Makii, T.K. Sato, N. Kuwata, J. Kawamura, H. Ueno, Y.H. Kim, S. Kimura, M. Mukai
    • 学会等名
      International Conference on Electromagnetic Isotope Separators and Related Topics (EMIS 2015)
    • 発表場所
      Grand Rapids, MI, USA
    • 年月日
      2015-05-11
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 放射性トレーサー8Li法によるリチウム電池固体材料内のリチウム拡散直接測定2015

    • 著者名/発表者名
      石山博恒
    • 学会等名
      SATテクノロジー・ショーケース2015 (SAT2015)
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2015-01-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 放射性トレーサー8Liによるリチウム拡散係数測定の現状2014

    • 著者名/発表者名
      石山博恒、他
    • 学会等名
      平成26年度KUR専門研究会「短寿命RIを用いた核分光と核物性研究」
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2014-12-17 – 2014-12-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 放射性トレーサー8Liによるリチウム電池個体材料中の拡散係数測定法開拓2014

    • 著者名/発表者名
      石山博恒、他
    • 学会等名
      第17回超イオン導電体物性研究会
    • 発表場所
      日本大学
    • 年月日
      2014-07-18 – 2014-07-19
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] In situ lithium diffusion measurements in solid ionic conductors using short-lived radiotracer beam of 8Li2014

    • 著者名/発表者名
      H. Ishiyama, S.C. Jeong, et al.,
    • 学会等名
      The International Conference on Atomic Collisions in Solids (ICACS 26)
    • 発表場所
      Debrechen, Hungary
    • 年月日
      2014-07-13 – 2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Nanoscale lithium diffusion measurements using low-energy radioactive beam of 8Li2014

    • 著者名/発表者名
      H. Ishiyama, et al.,
    • 学会等名
      2nd Conference on Advance in Radioactive Isotope Science (ARIS2014)
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2014-06-02 – 2014-06-06
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 放射性トレーサー8Liによるリチウム拡散係数測定法開拓

    • 著者名/発表者名
      石山博恒
    • 学会等名
      「タンデム領域の重イオン科学」研究会
    • 発表場所
      日本原子力研究開発機構先端基礎センター
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 放射性トレーサー8Liによるリチウム電池固体材料中のリチウム拡散係数測定法開拓

    • 著者名/発表者名
      石山博恒、他
    • 学会等名
      第16回超イオン導電体物性研究会/第63回固体イオニクス研究会
    • 発表場所
      日立シビックセンター
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 短寿命核トレーサー8Liによる電池材料中のリチウム拡散係数測定

    • 著者名/発表者名
      石山博恒、他
    • 学会等名
      「不安定原子核の理工学と物性応用研究III」専門研究会
    • 発表場所
      京都大学原子炉実験所
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] KEK素粒子原子核研究所短寿命核ビーム実験

    • URL

      http://www.kek.jp/ja/Research/IPNS/ShortLivedNucleiRandD/

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] KEK RNB Group

    • URL

      http://kekrnb.kek.jp/index.html

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [備考] KEK短寿命核グループホームページ

    • URL

      http://kekrnb.kek.jp/index.php?FrontPage

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2022-02-07  

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