希土類含有多金属アルコキシドによるリチウムイオン伝導体の薄膜化

• Project/Area Number: 06241229
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Niigata University
• Principal Investigator: 佐藤 峰夫 新潟大学, 工学部, 教授 (30149984)
• Project Period (FY): 1994
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1994)
• Budget Amount: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000); Fiscal Year 1994: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
• Keywords: ゾルゲル法 / イオン伝導体 / リチウムイオン伝導体 / 希土類 / 金属アルコキシド / 薄膜

Research Abstract

これまで報告されているリチウムイオン伝導体としては,PO_4,SiO_4,GeO_4あるいはZrO_4などの酸素酸塩を含むリチウム化合物を基本として,これらの組み合わせや組成比の変化を行ってイオン伝導性の向上を目指してきた.しかし,その組成がかなり複雑なためリチウム二次電池への応用を考えた際に重要となる薄膜化は極めて困難であった.
そこで本研究では,比較的簡単な化学組成を持つLiRSiO_4(R;希土類)について、多成分系化合物の薄膜化に有利な多金属アルコキシドを用いたゾル・ゲル法によるイオン伝導体の薄膜化を検討した。用いた出発物質は、i-プロポキシリチウム(LiO^iPr)、テトラエチトシシラン(Si(OEt)_4)および酢酸イットリウム四水和物(Y(OAc)_3・4H_2O)である。ゾル・ゲル法によるLiYSiO_4の結晶化の最適温度を調査したところ、700℃付近で既に結晶体が得られた。これは、通常の固相間反応ではこの系の結晶化には1100℃以上の温度が必要であることに比べると、ゾル・ゲル法の特徴がよく現れているといえる。またディッピング法により薄膜化を種々検討したところ、あらかじめコーティング溶液中にリチウムとシリコンの二金属アルコキシドを生成した場合において薄膜0.1μm以下の薄膜が形成されることがわかった。
今後、この方法を、重希土類系のカンラン石構造の化合物に対して約二桁程度イオン伝導性が高い軽希土類系化合物の薄膜化に適用することにより、実用的なイオン伝導体薄膜の合成を試みたい。