1998 Fiscal Year Annual Research Report
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10650807
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
今西 誠之 三重大学, 機器分析センター, 助教授 (20223331)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
武田 保雄 三重大学, 工学部, 助教授 (60093051)
山本 治 三重大学, 工学部, 教授 (70023116)
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| Keywords | リチウムイオン電池 / 固体電解質 / 粘土層間化合物 / スメクタイト |
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| Research Abstract |
リチウム電池の安全性を高めるため、電解質の固体化が図られている。本研究では固体電解質として粘土層間化合物の適用を検討している。粘土は層状の珪酸塩化合物であるが、水や有機溶媒と混合すると沈殿せずに懸濁し均一なゲル状になる。この結果固体粒子間の接触抵抗が生じないという長所を有する。。しかもシート状に成形可能であることから、様々な形態の電池に適用することができる。まず粘土層間化合物としてスメクタイトを用いて2通りの複合電解質を作成した。第一はスメクタイトを通常の非水系リチウム電解液(LiClO_4/PC)に加えたものである。スメクタイトの層間にはあらかじめ4級アンモニウム塩が挿入されており、非水溶媒とゲル化するようになっている。複合体の導電率を測定すると約5x10^<-4>Scm^<-1>という値を示した。また活性化エネルギーは0.31eVであり、液体電解質の場合より導電性能は低下している。この場合リチウムはスメクタイトの表面を伝導していると考えられる。第二の複合体はあらかじめリチウムを層間に挿入したスメクタイトにPCを加えたものである。これによってリチウムは粒子表面だけでなく、内部のリチウムも導電にあずかることになる。導電率測定の結果は1.3x10^<-3>Scm^<-1>であった。また活性化エネルギーは0.15eVであった。これらの値は第二の複合体の方が優れていることを示している。さらに酸化還元に対する安定性を検討した。第一の複合体は0.5V(vs.Li)付近に不可逆的な還元分解反応を示すが、第二の複合体は0〜4.5V間で安定に存在できることが分かった。前者の還元分解反応は層間の4級アンモニウム塩のものと考えられる。実際に全固体電池を組んだところ、第一の場合は先の結果から予想されるように、正常な充放電が行えなかった。第二の複合体は安定にセルをサイクルさせることができた。
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[Publications] N.Imanishi: "Preparation and ^7Li NMR Study of Chemially Delithiated Li_<1-x>CoO_2(0<x<0.5)" Solid State Ionics. 118. 121-128 (1999)
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[Publications] N.Imanishi: "Lithium Intercalation Behavior of Iron Cyanometallates" J.Power Sources. (in Press).
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[Publications] N.Imanishi: "Lithium Intercalation Behavior into Ironcyanide Complex as Positive Electrode of Lithium Secondary Battery" J.Power Soureces. (in Press).
