リチウム二次電池電極材合成のためのソフトプロセス開発

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07555190
• Section: 試験
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 稲垣 道夫 北海道大学, 工学部, 教授 (20023054)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 樋口 俊一 大阪工業技術研究所, 研究室長 ; 清水 晃 北海道大学, 工学部, 助手 (90002013) ; 金野 英隆 北海道大学, 工学部, 助教授 (50002316)
• Keywords: リチウム電池 / 電極材料 / ソフトプロセス / LiMn_2O_4 / Li(Ni_<0.5>Co_<0.5>)O_2 / 炭素材料 / 正極 / 負極

Research Abstract

1)正極材としてのLiMn_2O_4およびLi(Ni_<O.5>Co_<0.5>)O_2の合成およびそれらの電池性能に対する結晶性の影響について検討した.
LiMn_2O_4およびLi (Ni_<0.5>Co_<0.5>) O_2微粒子をそれぞれの金属陽イオン酒石酸塩を用いて低温で合成したのち,高温でのアニーリングによって広い範囲の結晶性を持つ微粉末を調整した.リチウム含有遷移金属酸化物を,酒石酸塩を経由することによって比較的低温で合成することが可能であること,そしてそれらの酸化物が低結晶性であり高温でのアニーリングによって広範囲の結晶性が得られることが明らかとなった.これらの微粉末を正極として,リチウムイオン二次電池を組み,電池容量を決定した.その結果,これら酸化物正極材料の結晶性は電池容量に強い影響を持ち,結晶性が高いほど容量が大きいことが明らかとなった.
これに対して,前年度でのV_2O_5ブロンズでは結晶性は電池容量には大きな影響を及ぼさないことが知られており,正極材としての遷移金属酸化物の正極としての電池容量に結晶性が強く影響するものと大きな影響を及ぼさないものに大別し得ることが示唆された.
2)炭素素材の負極材としての挙動はリチウムイオン」のインターカレーション反応に支配される.そこで,アルカリ金属のインターカレーション反応についての最近の研究成果を,電気化学反応を含め,高電圧あるいは微量酸素が共存することによって大量のアルカリ金属イオンがインターカレーションし得ること,有機溶液中でのインターカレーション反応において有機溶媒がコインターカレーションして三次系化合物のみでなく有機溶媒を含まない二次元化合物が生成することなどをレビューした.

Research Products

• [Publications] T. Tsumura: "Structure and thermal decomposition of lithium-manganese dicarboxylate systems" Thermochimica Acta. 278. 135-144 (1996)
• [Publications] M. Inagaki: "Lithim insertion into M^<2+>-V_2O_5 bronzed (M=Ni, Mn, Co, Cu)" Soild State Ionist. 86-88. 849-851 (1996)
• [Publications] M.Inagaki: "Carbon materials Structure, and intercalation" Solid State Ionics. 86-88. 833-839 (1996)
• [Publications] 稲垣道夫: "アルカリ金属-黒鉛層間化合物における新しい展開" 炭素. 1995. 298-306 (1995)