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全固体型二次電池の活物質/固体電解質バイコンティニュアス構造の創製

Research Project

Project/Area Number 19017016
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNagasaki University

Principal Investigator

山田 博俊  Nagasaki University, 工学部, 准教授 (10359961)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 森口 勇  長崎大学, 工学部, 教授 (40210158)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥6,000,000 (Direct Cost: ¥6,000,000)
Fiscal Year 2008: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Fiscal Year 2007: ¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Keywords固体電解質 / 全固体型電池 / 電極界面 / 空間電荷層 / 結晶歪み
Research Abstract

全固体型二次電池の電極活物質/固体電解質界面を制御・構築ならびに界面近傍における結晶構造の変化及びイオン伝導機構を解明することを目的とし、リチウムイオン伝導体を対象とする研究を行った。本年度は以下に示す項目を遂行した。
(1) 固体電解質ナノ微粒子作製
リチウムイオン伝導体Li_2siO_3を遊星型ボールミルにより粉砕し、Li_2siO_3ナノ微粒子を得た。粉砕条件を変えて、結晶構造、粒径及び不純物混入量変化を調べた。
(2) 活物質/電解質ナノ複合体の作製及びイオン導電挙動に関する研究
(1) で作製したLi_2SiO_3ナノ微粒子に、活物質であるTiO_2, Li_xTiO_2, FePO_4ナノ粒子を混合することにより層、複合体を作製した。それぞれの複合体に対して、結晶構造変化及びイオン導電挙動の変化を調べた。その結果、Li_2siO_3-TiO_2系ではイオン導電率は上昇するが、Li_2siO_3-Li_xTiO_2系では導電率は低下することを明らかにした。この挙動の違いは、固体電解質-活物質問のリチウムイオンの化学ポテンシャル差による界面層の形成の違いによると考えられた。またLi_2SiO_3-FePO_4系では、Li_2SiO_3の格子膨張を伴う、イオン導電率の上昇と活性化エネルギーの低下が確認された。これはFePO_4におけるリチウムイオンの化学ポテンシャルが、より低いことから、強くリチウムイオンを引き寄せ、Li_2SiO_3中に高濃度の空孔を誘起したためと考えられた。
以上の研究より、固体電解質/電極活物質界面では、イオンの化学ポテンシャル差により組成の変化が生じ、イオン伝導挙動が変化することを見出した。

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2009 2008 2007 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] Effects of surface acidity and pore size of mesoporous alumina on degree of loading and controlled release of ibuprofen2009

    • Author(s)
      S. K. Das
    • Journal Title

      Microporous Mesoporous Mater 118

      Pages: 267-272

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Colloidal Crystal-Derived Nanoporous Electrode Materials of Cut SWNT s-Assembly and Ti0_2/SWNTs Nanocomposite2008

    • Author(s)
      I. Moriguchi
    • Journal Title

      J. Phys. Chem. B 112

      Pages: 14560-14565

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electric Double Layer Capacitance on Hierarchical Porous Carbons in an Organic Electrolyte2008

    • Author(s)
      Hirotoshi Yamada
    • Journal Title

      Journal of Power Sources 175

      Pages: 651-656

    • NAID

      120006983896

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] High Power Battery Electrodes Using Nanoporous V_2O_5/Carbon Composites2007

    • Author(s)
      Hirotoshi Yamada
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry C 111

      Pages: 8397-8402

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Rate Capability of Lithium Intercalation into Nano-porous Graphitized Carbons

    • Author(s)
      Hirotoshi Yamada
    • Journal Title

      Solid State Ionics (in press)

    • NAID

      120006981102

    • Related Report
      2007 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] リチウムイオン伝導性固体電解質/電極活物質界面における構造とイオン伝導2008

    • Author(s)
      猿渡勇
    • Organizer
      2008年日本化学会西日本大会
    • Place of Presentation
      長崎大学
    • Year and Date
      2008-11-16
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Local structure of high Ag ion conductors loaded in nanopores2008

    • Author(s)
      H. Yamada
    • Organizer
      PRiME 2008
    • Place of Presentation
      ホノルル(アメリカ)
    • Year and Date
      2008-10-15
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] ナノ多孔性V_2O_5/Cナノ複合体の作製と高速Liインターカレーション特性2007

    • Author(s)
      山田 博俊
    • Organizer
      第33回固体イオニクス討論会
    • Place of Presentation
      名古屋
    • Year and Date
      2007-12-06
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] 多孔性LiMPO_4/C(M=Fe,Mn)複合体電極の合成と高出力特性2007

    • Author(s)
      山田 博俊
    • Organizer
      第48回電池討論会
    • Place of Presentation
      福岡
    • Year and Date
      2007-11-14
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] ナノ多孔性リチウムイオン伝導体の創製2007

    • Author(s)
      猿渡 勇
    • Organizer
      2007年電気化学秋季大会
    • Place of Presentation
      東京
    • Year and Date
      2007-09-19
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Fabrication and lithium insertion properties of nano-porous graphitized carbons2007

    • Author(s)
      Hirotoshi Yamada
    • Organizer
      16th International Conference on Solid State Ionics
    • Place of Presentation
      上海
    • Year and Date
      2007-07-04
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] High Electrochemical Double Layer Capacitance of Ordered Porous Carbons with Meso-/Macropores and Micropores2007

    • Author(s)
      Hirotoshi Yamada
    • Organizer
      2007 International Conference on Advanced Capacitors
    • Place of Presentation
      京都
    • Year and Date
      2007-05-29
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2018-03-28  

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