1996 Fiscal Year Annual Research Report
中性子ラジオグラフィを利用した固体電解質内リチウムイオンの可視化法の開発
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07555197
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Section | 試験 |
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| Research Institution | Tokyo Gakugei University |
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Principal Investigator |
鎌田 正裕 東京学芸大学, 教育学部, 助教授 (20204604)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小出 邦博 株式会社TYK, 研究所, 主任研究員
米田 憲司 京都大学, 原子炉実験所, 助手 (10027443)
藤根 成勲 京都大学, 原子炉実験所, 助手 (90027441)
神田 啓治 京都大学, 原子炉実験所, 教授 (10027419)
江坂 享男 鳥取大学, 工学部, 教授 (70116317)
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| Keywords | 中性子ラジオグラフィ / 冷中性子ラジオグラフィ / リチウムイオン伝導体 / 固体電解質 / セラミック |
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| Research Abstract |
1.^7Li比がほぼ1のLi_<1.33>Ti_<1.67>O_4(smpB)と天然のLi比からなる同試料(smpB)を電気炉内で重ね合わせねせ、smpBにアノードを、smpAにカソード-を取り付けて一定電気量を通電した後、これらの試料のNR像を京都大学原子炉実験所の中性子ラジオグラフィ設備で撮影した。^6Liによる中性子の吸収は^7Liのそれにくらべ数桁高いので通電によって試料中を移動した^6Liのモル数を、NR像の濃淡から算出することができる。この実験を通して、以下の知見を得ることができた。
1)Li_<1.33>Ti_<1.67>O_4中のリチウムイオンの輸率はほぼ1である。
2)アノード近傍では、リチウムイオンが抜けてなくなりLi_<1.33>Ti_<1.67>O_4はTiO_2に変化する。
3)逆方向に通電することで、TiO_2相へLiイオンをインサートすることができる。
2.Ca_<0.95>Li_<0.1>WO_4についても上で述べたLi_<1.33>Ti_<1.67>O_4で行った実験と同様の実験を行い以下の知見を得た。
1)Ca_<0.95>Li_<0.1>WO_4中のリチウムイオンの輸率はほぼ1である。
2)Ca_<0.95>Li_<0.1>WO_4中で導電に寄与することのできるリチウムイオンは、全リチウムイオンの50%である。このことは、格子間に存在するリチウムイオンのみが導電に寄与しているものと考えられる。
3.上で述べた実験を熱中性子ラジオグラフィと冷中性子ラジオグラフィの両方で行った結果、冷中性子ラジオグラフィを用いる方が定量性の高いデータ得ることができた。
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[Publications] Masahiro Kamata: "Application of NR for research in electrochemical systems" Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. A377. 161-165 (1996)
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[Publications] Masahiro Kamata: "Application of Cold Neutron Radiography to Study the Lithium Ion Movement in Li_<1.33>Ti_<1.67>O_4" DENKI KAGAKU. 64・9. 984-987 (1996)
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[Publications] Masahiro Kamata: "Studies on the lithium ion conduction in Ca_<0.95>Li_<0.10>WO_4 using cold neutron radiography" Solid State Ionics. 91. 303-306 (1996)
