2000 Fiscal Year Annual Research Report
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11229203
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
田中 功 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教授 (70183861)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小笠原 一禎 京都大学, 工学研究科, 助手 (10283631)
西谷 滋人 京都大学, 工学研究科, 助教授 (50192688)
足立 裕彦 京都大学, 工学研究科, 教授 (60029105)
小和田 善之 兵庫教育大学, 学校教育学部, 助教授 (90205542)
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| Keywords | リチウム電池 / 第一原理計算 / 固体電解質 / 電極材料 / X線吸収スペクトル / 電子線エネルギー損失分光 / 酸素欠陥 |
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| Research Abstract |
本研究のねらいは第一原理のみに基づいた量子化学計算により,構造欠陥や界面に基づいた損失のない場合の電池電圧や容量といった本質的な電池特性を算出し,原子配列や組成との関連性を理解することにある.
本年は,全固体イオニクス素子の優位性を発揮できる高電圧正極材料の量子材料設計を目指した.高精度のバンド計算法として標準的なFLAPW(full potential augmented plane wave)法と,構造最適化の精度が高く,かつ効率の良い平面波基底・擬ポテンシャル法を併用して研究を進めた.その結果,フッ化物系において,7Vが期待できる正極材料の存在を世界で初めて発見した.
また,特定領域研究の他班と密接に連携し,まず第2班とは,Mn系スピネルでの酸素欠損型欠陥のエネルギーを詳細に検討し,またX線吸収スペクトルの解釈のための多電子系第一原理計算プログラムを開発した.第1班とは,固体電解質中でのLiの拡散メカニズムを決定する素因子を理解するための計算を開始した.
計算結果は,他班の実験グループと共有し,分光実験の結果の解釈や,新規材料探索に応用できる体制になっている.
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[Publications] K.Ogasawara: "Calculatnon of multiplet structures of Cr^<3+> and V^<3+> in α-Al_2O_3 based in a hybrid method of density functional theory and the configuration interaction"Phys.Rev.B. 61. 143-161 (2000)
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[Publications] H.Moriwake: "Electronic structure and chemical bondings of MgCr_<2-x>O_4"Japan J.Appl.Phys.. 39. 513-516 (2000)
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[Publications] K.Tasumi: "Theoretical calculation of B-K edge ELNES in 3d transition metal-boron systems"J.Jpn.Inst.Metals. 64. 527-534 (2000)
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[Publications] Y-S.Kim: "Chemical bonding around intercalated Cr and Fe atoms in TiS_2"Materials Transactions,JIM. 41. 1088-1091 (2000)
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[Publications] I.Tanaka: "Interpretation of electron spectra in transmission electron microscopy using theoretical calculations"電子顕微鏡. 35. 221-229 (2000)
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[Publications] Y.Koyama: "New fluoride cathodes for rechargeable lithium batteries"J.Electrochem.Soc.. 147. 3633-3636 (2000)
