1990 Fiscal Year Annual Research Report

合成二酸化マンガンの減極能と活物質設計に関する基礎研究

Research Project

Project/Area Number	01470084
Research Institution	Osaka City University
Principal Investigator	平井竹次大阪市立大学, 工学部, 教授 (70032919)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	澤井圭二郎大阪市立大学, 工学部, 助手 (50206017) 大槻勉大阪市立大学, 工学部, 助教授 (40116439)
Keywords	リチウム電池 / 非水溶媒二次電池 / 二酸化マンガン / 二酸化コバルト / 二酸化ニッケル
Research Abstract	研究実施計画に従い本年度では、前年度での実績を踏まえ合成二酸化マンガンの減極能発現に関する解析結果を基に活物質設計へと展開した。以下にその研究成果を述べる。 (1)岩塩型二酸化マンガンーこの新規活物質は、立方密充填酸素配列をもち、その六配位サイトの半分にマンガンイオンを擁し、残りの半分は、リチウムイオンの収容サイトとなる。この結晶体中での三価のマンガンイオンは、低スピン状態である。酸化還元時には、マンガンイオンの固相内レドックス反応と連動してリチウムイオンが可逆的に出入りする。従って、このものを用いて4V級リチウム二次電池とすることができる。現時点での充放電容量は、活物質1g当たり100ー120mAhである。 (2)岩塩型二酸化コバルトー上述の立方密充填酸素配列及び低スピン状態の三価の金属イオンの関わる反応様式をマンガンイオン以外の遷移金属イオンを用いて設計した。合成した一連の活物質群も立方密充填酸素配列をもち、低スピンの三価のコバルトイオンが、六配位サイトの半分を占めている。この作動電位も約4Vで、現時点での充放電容量は、活物質1g当たり140ー160mAhである。 (3)岩塩型二酸化ニッケルーこの新規活物質も上記2つの活物質とほぼ同じ結晶構造を持つ。このニッケルの三価も低スピン状態で存在する。このものも結晶構造を乱すことなく固体相レドックス反応を起こすこすことが出来る。現時点での作動電位、活物質1g当たりの充電放電容量は、各々約4V及び120ー150mAhである。 (4)岩塩型複合金属酸化物ー立方密充填酸素配列中の六配位サイトの半分に、マンガン、鉄、コバルト、ニッケルなどの遷移金属イオンの存在状態及びその配置を制御することにより新規機能材料の合成を試みた。その結果、コバルトーニッケル系、マンガンーニッケル系は、新規機能材料として有望であるとの結論を得た。本研究成果は、すでにJ.Electrochem.Soc.誌他に投稿した。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] 小槻勉(Ohzuku,Tsutomu): "“Electrochemistry of Manganese Dioxide in Lithium Nonaqueous Cell;(IV) JahnーTeller Deformation of MnO_6ーOctahedron in Li_yMnO_2"" J.Electrochem.Soc.,. 138. (1991)
[Publications] 小槻勉(Ohzuku,Tsutomu): "“Topotactic Reduction of AlphaーManganese (Di)oxide in Nonaqueous Lithium Cells"," J.Electrochem.Soc.,. 138. 360-365 (1991)
[Publications] 小槻勉(Ohzuku,Tsutomu): "“Topotactic TwoーPhase Reaction of Ruthenium Dioxide (Rutile) in Lithium Nonaqueous Cell"," J.Electrochem.Soc.,. 137. 3004-3010 (1990)
[Publications] 小槻勉(Ohzuku,Tsutomu): "“Electrochemistry of Manganese Dioxide in Lithium Nonaqueous Cellー(III) XーRay Diffractional Study on the Reduction of SpinelーRelated Manganese Dioxide"," J.Electrochem.Soc.,. 137. 769-775 (1990)
[Publications] 小槻勉(Ohzuku,Tsutomu): "“Preliminary Results on Synthesis and Characterization of LiCo_<1ーx> Ni_xO_2 for 4ーVolts Class of Rechargeable Lithium Cells"" Chemistry Express. 5. 733-736 (1990)
[Publications] 小槻勉(Ohzuku,Tsutomu): "“Electrochemistry of Manganese Dioxide in Lithium Nonaqueous Cellー(II) XーRay Diffractional and Electrochemical Characterization on Deep Discharge Products of Electrolytic Manganese Dioxide"," J.Electrochem.Soc.,. 137. 41-46 (1990)

1990 Fiscal Year Annual Research Report

合成二酸化マンガンの減極能と活物質設計に関する基礎研究

Principal Investigator

平井 竹次 大阪市立大学, 工学部, 教授 (70032919)

Research Products

[Publications] 小槻 勉(Ohzuku,Tsutomu): "“Electrochemistry of Manganese Dioxide in Lithium Nonaqueous Cell;(IV) JahnーTeller Deformation of MnO_6ーOctahedron in Li_yMnO_2"" J.Electrochem.Soc.,. 138. (1991)

[Publications] 小槻 勉(Ohzuku,Tsutomu): "“Topotactic Reduction of AlphaーManganese (Di)oxide in Nonaqueous Lithium Cells"," J.Electrochem.Soc.,. 138. 360-365 (1991)

[Publications] 小槻 勉(Ohzuku,Tsutomu): "“Topotactic TwoーPhase Reaction of Ruthenium Dioxide (Rutile) in Lithium Nonaqueous Cell"," J.Electrochem.Soc.,. 137. 3004-3010 (1990)

[Publications] 小槻 勉(Ohzuku,Tsutomu): "“Electrochemistry of Manganese Dioxide in Lithium Nonaqueous Cellー(III) XーRay Diffractional Study on the Reduction of SpinelーRelated Manganese Dioxide"," J.Electrochem.Soc.,. 137. 769-775 (1990)

[Publications] 小槻 勉(Ohzuku,Tsutomu): "“Preliminary Results on Synthesis and Characterization of LiCo_<1ーx> Ni_xO_2 for 4ーVolts Class of Rechargeable Lithium Cells"" Chemistry Express. 5. 733-736 (1990)

[Publications] 小槻 勉(Ohzuku,Tsutomu): "“Electrochemistry of Manganese Dioxide in Lithium Nonaqueous Cellー(II) XーRay Diffractional and Electrochemical Characterization on Deep Discharge Products of Electrolytic Manganese Dioxide"," J.Electrochem.Soc.,. 137. 41-46 (1990)

平井竹次大阪市立大学, 工学部, 教授 (70032919)

[Publications] 小槻勉(Ohzuku,Tsutomu): "“Electrochemistry of Manganese Dioxide in Lithium Nonaqueous Cell;(IV) JahnーTeller Deformation of MnO_6ーOctahedron in Li_yMnO_2"" J.Electrochem.Soc.,. 138. (1991)

[Publications] 小槻勉(Ohzuku,Tsutomu): "“Topotactic Reduction of AlphaーManganese (Di)oxide in Nonaqueous Lithium Cells"," J.Electrochem.Soc.,. 138. 360-365 (1991)

[Publications] 小槻勉(Ohzuku,Tsutomu): "“Topotactic TwoーPhase Reaction of Ruthenium Dioxide (Rutile) in Lithium Nonaqueous Cell"," J.Electrochem.Soc.,. 137. 3004-3010 (1990)

[Publications] 小槻勉(Ohzuku,Tsutomu): "“Electrochemistry of Manganese Dioxide in Lithium Nonaqueous Cellー(III) XーRay Diffractional Study on the Reduction of SpinelーRelated Manganese Dioxide"," J.Electrochem.Soc.,. 137. 769-775 (1990)

[Publications] 小槻勉(Ohzuku,Tsutomu): "“Preliminary Results on Synthesis and Characterization of LiCo_<1ーx> Ni_xO_2 for 4ーVolts Class of Rechargeable Lithium Cells"" Chemistry Express. 5. 733-736 (1990)

[Publications] 小槻勉(Ohzuku,Tsutomu): "“Electrochemistry of Manganese Dioxide in Lithium Nonaqueous Cellー(II) XーRay Diffractional and Electrochemical Characterization on Deep Discharge Products of Electrolytic Manganese Dioxide"," J.Electrochem.Soc.,. 137. 41-46 (1990)