マイクロ電極法を用いる新規二次電池活物質の評価と探索

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06453111
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 内田 勇 東北大学, 工学部, 教授 (50005302)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 仁科 辰夫 東北大学, 工学部, 助教授 (60172673) ; 遠藤 忠 東北大学, 工学部, 教授 (30176797)
• Keywords: リチウム二次電池 / 電池活物質 / 固相内レドックス反応 / チリウムインターカレーション / 水素吸蔵合金 / マイクロ電極 / マイクロアレイ電極 / クエン酸合成法

Research Abstract

1.非水溶媒系でのマイクロボルタムメトリー測定手法の確立;X-Y-Z電動ステージを簡易ドライボックスに収め,アルゴン雰囲気下,光学顕微鏡の視野下で10ミクロンレベルの単一粒子の固相内レドックス挙動をサイクリックボルタムメトリー及びクロノアンペロメトリーにより評価,検討できる手法を確立し,この手法をLiCoO_2及びLiMn_2O_4系正極材料に適用し速度論的評価を行った.
2.クエン酸合成法による層状酸化物の合成法の確立;クエン酸錯体を経由する湿式合成法を用いて,4元素のスピネル型マンガン酸化物,LiMn_<1.8>X_<0.2>O_4(X=Co,Ni,Fe,Cr,Al,Mg,Sr)を新たに合成し,粒子レベルの電気化学特性の評価を行い,新規材料の探索を行った.さらに,マンガン系酸化物からCo及びNi系の正極材料にも評価と探索の枠を広げている.
3.マイクロアレイ電極を用いるin-situ導電率の測定;リチウムイオンの挿入・脱離に伴う導電率のその場測定をLiCoO_2及びLiMn_2O_4を対象に行った.またクエン酸合成法によりこれらの酸化物の薄膜成形にも成功し測定試料とした.
4.各種マイクロディスク電極を用いて,リチウムの析出・溶解過程の速度論的検討,及び薄膜状LiCoO_2中でのLi^+イオンの拡散係数の測定とサイクル安定性の検討を行った。

Research Products

• [Publications] 戸村啓二: "リチウムのグラファイトへの電気化学的インターカレーションのX線その場測定" 炭素. 165. 288-292 (1995)
• [Publications] I.Uchida: "Rreparation of Binder-free,Thin Film LiCoO_2 and Its Electrochemical Responses in a Propylene Carbonate Solutions." J.Electrochem.Soc.,. 142. L139-L141 (1995)
• [Publications] 王 献明: "マイクロ電極を用いる有機電解液中でのリチウム析出・溶解の評価" 表面技術. 46. 941-945 (1995)
• [Publications] M.Shibuya: "In situ Conductivity Measurements during Lithium Intercalation/Deintercalation on V_2O_5 Thin Film by Using Interdigitated Microarray Electrodes." Chem.Letters. 749-750 (1995)
• [Publications] H.Ura: "Electrochemical Measurements of Single Particles of Pd and LaNi_5 with a Microelectrode Technique." J.Electroanal.Chem.,. 396. 169-173 (1995)
• [Publications] 伊藤 隆: "リチウム金属/有機溶媒界面のその場顕微ラマン分光測定" 電気化学. 64. 76-79 (1996)