1995 Fiscal Year Annual Research Report
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06453124
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| Research Institution | SAGA UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
芳尾 真幸 佐賀大学, 理工学部, 教授 (60037885)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
野口 英行 佐賀大学, 理工学部, 助教授 (60093978)
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| Keywords | リチウム二次電池 / マンガン / 正極活物質 / 溶融含浸法 / 硫酸リチウム / 水酸化リチウム / リチウムイオン電池 / スピネル |
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| Research Abstract |
本研究に用いている溶融含浸法の反応プロセスについて検討し,この合成法の特徴はリチウムとマンガンの均一な混合ができることと溶融したリチウム塩と固体のマンガンの反応となるため接触面積が大きくなり低温でリチウムマンガン複酸化物の合成できることを明かとした。この方法は600℃以上の焼成により生成する化学量論組成スピネルLiMn_2O_4や非化学量論組成スピネルLi_xMn_2O_4の合成に有効なだけでなく、硝酸リチウムを用いると3V級活物質となるLi_<0.33>MnO_2の合成や低温焼成により生成する低結晶性スピネルLi_xMn_yO_4の合成にも有効な優れた合成法であることを明らかにした。これらの成果の一部既には電気化学誌,J.Power Source,J.Solid State Chem.誌に発表した。また,3V系正極活物質である熱処理MnO_2が低電流密度で放電すると一部Mn(II)まで還元されることを見出し,更に高容量の熱処理MnO_2の合成可能なことを示した(J.Electrochem.Soc.)。
現在最も注目をあびているスピネル化合物についても重要な知見が得られた。従来化学量論組成のマンガンスピネルはサイクルを繰り返すと容量が減少するとされてきたが,この容量減少は不均一固相反応で充放電が進行する放電電圧4.2V(vs.Li)の高電圧放電部でのみ生じ,しかも50-100サイクル後には120mAh/gの容量を有する安定な構造の化合物に変化することを見出したことである。この結果は化学量論組成のマンガンスピネルがリチウムイオン電池正極剤として使用できることを示す画期的な発見であった。サイクルに伴う放電容量の低下がない非化学量論マンガンスピネルを含めた研究成果が本年度J.Electrochem.Soc.に掲載されることが決定している。
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[Publications] M.Yoshio: "Three V or 4V Li-Mn composite as cathode in Li batteries prepared by LiNO_3 method as Li Source" Journal of Power Sources. 54. 483-486 (1995)
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[Publications] Y.Xia: "Studies on an Li-Mn-O spinel system (obtained by melt-impregnation) as a cathode for 4V lithium batteries. Part 1 Synthesis and ……" Journal of Power Sources. 56. 61-67 (1995)
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[Publications] H.Kurimoto: "High Surface Area Electrolytic Manganese Dioxide for 3V Li-Cell Cathodes" Journal of Electrochemical Society. 142. 2156-2162 (1995)
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[Publications] Y.Xia: "Differences in Electrochemical Behavior of LiMn_2O_4 and L i_<1+x>Mn_2O_4 as 4-V Li Cell Cathodes" Journal of Solid State Chemistry. 119. 216-218 (1995)
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[Publications] M.Yoshio: "DEPENDENCE OF BATTERY PERFORMANCE OF SPINEL Li_<1+x>Mn_2O_4 ON THE PREPARATION METHOD" Material Research Society,Symposium,Proceeding. 393. 91-100 (1995)
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[Publications] 芳尾真幸: "溶融含浸法によるリチウム電池正極剤の合成I、スピネルLiMn_2O_4の合成" 電気化学. 63. 941-946 (1995)
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[Publications] 芳尾真幸: "溶融含浸法によるリチウム電池正極剤の合成II、低温焼成スピネルLixMnyO_4の合成" 電気化学. 63. 1069-1070 (1995)
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[Publications] 中村博吉: "リチウム負極のサイクル特性に及ぼす添加剤の影響" 表面技術. 46. 1187-1188 (1995)
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[Publications] 芳尾真幸: "溶融含浸法によるリチウム電池正極剤の合成III、3V級Li-Mn複酸化物.Li_<0.33>MnO_2の合成" 電気化学. 64. 123-131 (1996)
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[Publications] Y.Xia: "Studies on Li-Mn-O spinel system (obtained from melt-impregnation method) as a cathode for 4V lithium batteries. Part II,Optimum spinel from r-MnOOH" Journal of Power Sources. 57. 125-131 (1995)
