1999 Fiscal Year Annual Research Report
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10450333
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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) |
磯野 健一 佐賀大学, 理工学部, 助手 (20232374)
野口 英行 佐賀大学, 理工学部, 教授 (60093978)
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| Keywords | リチウムイオン電池 / ニッケル酸リチウム / マンガン / 正極 / 電池特性 / 結晶構造 / 金属イオンドープ / コバルト |
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| Research Abstract |
本年度の研究成果はLiMn_xNi_<1-x>O_2にCoをドープすることにより従来空気中での合成が困難であった電池特性の優れた材料を空気中でも容易に合成できることを見出したことにあろう。この成果は本年J.Power Sources誌に掲載される。Coの添加量は1%程度でも十分であり、Coの添加は充放電曲線の形状にはほとんど影響しない。これはニッケル酸リチウムと同様な電池特性を示すコバルト酸リチウムにニッケルをドープするとニッケルが優先的に酸化還元を受けること(昨年Electroceramic in Japan IIに掲載済み)から考え当然と理解できる。この材料はLi/(Mn+Ni)比が広い範囲で同程度の放電容量を与え、合成中のリチウムの希散を考慮する必要がないという優れた特色を有する。この原因は類似の結晶構造を有するLiNi_xCo_<1-x>O_2とLi_2MnO_3が固溶体を生成することにあると推察した。これを確認するにはMnの酸化数が4価であることを明らかにする必要がある。この化合物中にはNiの2及び3価のイオンが共存するため従来の化学分析からはMnが3価以上であることしか確認できない。本研究ではバルクに関する情報が得られる高分解能蛍光X線分析法を用い、Mnが4価で存在することを初めて明らかにした。この手法は種々の酸化状態のイオンが共存するリチウム電池正極材料の電池特性を理解する上で重要な情報を与えることになる。本材料の合成にゾルゲル法類似の手法を適用することにより、合成温度を下げることにも成功し、原料粉体の均一化を図ることにより、合成温度100℃近く下げることが可能なことも明らかとなった。
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[Publications] M.Yoshio,H.Noguchi,S.Ishimoto: "Charge/Discharge Behavior of Metal Ion Doped Lithium Cobaltate"Electroceramics in Japan II. 213-216 (1999)
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[Publications] M.Yoshio,H.Noguchi,J.Itoh,M.Okada,T.Mouri: "Preparation and properties of Li Coy Mn_<1-x-y>O_2 as a cathode for lithium ion balteries"Journal of Power Sources. (2000)
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[Publications] 芳尾真幸・小沢昭弥: "リチウムイオン二次電池(第二版)"日刊工業新聞社. 262 (2000)
