1995 Fiscal Year Annual Research Report
混合アニオン効果を利用したリチウム系超イオン伝導ガラスの開発と応用
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06555270
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| Research Institution | University of Osaka Prefecture |
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Principal Investigator |
辰巳砂 昌弘 大阪府立大学, 工学部, 助教授 (50137238)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
近藤 繁雄 松下電池工業(株), 技術研究所, 室長
高橋 雅也 大阪市立工業研究所, 無機化学課, 研究員
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| Keywords | オキシスルフィドガラス / 超急冷法 / リチウムイオン伝導 / 固体電解質 / 全固体リチウム二次電池 / ガラス構造 / 混合アニオン効果 / 固体高分解能NMR |
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| Research Abstract |
本研究は、Li_2S-SiS_2系をベースとする様々な混合アニオンガラスを合成し、このようなガラスの構造解析を行うことにより「混合アニオン効果」の本質的理解を深めながら、全固体二次電池への応用を図ることを目的とするものである。本年度得られた成果は以下の通りである。
1 Li_6Si_2S_7-Li_6B_4S_9系およびLi_6Si_2S_7-Li_6B_4O_9系ガラスを作製し、伝導度の組成依存性を調べた。硫化物のみの系では加成則に従う変化がみられたのに対し、オキシスルフィド系では、少量酸化物を加えた組成で伝導度の異常が観測された。
2 (1)のガラスについて^<29>Si MAS-NMRにより構造を調べたところ、酸化物を少量添加したガラス中には、結晶にはみられない硫黄と酸素の両方の結合したケイ素が多く存在することがわかった。
3 Li_2S-SiS_2-Li_3PO_4系ガラスの^<31>P MAS-NMRスペクトルから、少量Li_3PO_4を加えたガラス中には、リンの周りに硫黄と酸素の両方が配位した構造単位が多く存在することがわかった。Li_3PO_4含量が増すにつれてPO_4^<3->構造単位が主体になることが明らかになった。
4 オキシスルフィドガラス中に存在する構造単位中の酸素は主として架橋酸素として、硫黄は主として非架橋硫黄として存在しており、このことが高い移動度を保持する一因と考えられる。
5 Li_2S-SiS_2-Li_3PO_4を電解質として用いた全固体2次電池は、充放電に対する良好な可逆性と、大きな放電容量をもとつことが明らかになった。
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Research Products
(7 results)
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[Publications] K.Hirai: "Thermal and Electrical Properties of Rapidly Quenched Glasses in the Systems Li_2S-SiS_2-Li_xMO_y(Li_xMO_y=Li_4SiO_4,Li_2SO_4)" Solid State Ionics. 78. 269-273 (1995)
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[Publications] 南 努: "オキシスルフィド系リチウムイオン伝導ガラスの開発" 化学. 50. 384-385 (1995)
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[Publications] M.Tatsumisago: "High-Temperature Strutcture and Crystallization Kinetics of Li_2O-ReO_2 Glasses" J.Non-Cryst.Solids. 192/193. 478-481 (1995)
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[Publications] K.Hirai: "^<29>Si and ^<31>P MAS-NMR Spectra of Li_2S-SiS_2-Li_3PO_4 Rapidly Quenched Glasses" J.Am.Ceram.Soc.79(in press). (1996)
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[Publications] M.Tatsumisago: "Structure and Properties of Lithium Ion Conducting Oxysulfide Glasses Prepared by Rapid Quenching" Solid State Ionics. (in press). (1996)
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[Publications] A.Hayashi: "Preparation of Li_6Si_2S_7-Li_6B_4X_9(X=S,O)Glasses by Rapid Quenching and Their Lithium Ion Conductivities" Solid State Ionics. (in press). (1996)
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[Publications] M.Takahashi: "Solid State NMR Spectra of Rapidly Quenched Superionic Glasses Composed of Two Lithium Ortho-Oxosalts" Solid State Ionics. (in press). (1996)
