プロチウム材料溶液界面のマイクロACインピーダンス解析と電極過程のモデル化

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12022208
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 伊藤 隆 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40302187)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 梅田 実 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (20323066) ; 内田 勇 東北大学, 未来科学技術共同研究センター, 教授 (50005302)
• Keywords: ニッケル水素電池 / 電池活物質 / ACインピーダンス測定 / プロチウム脱挿入反応 / マイクロ電極 / 厳密等価回路

Research Abstract

当該研究は,ニッケル水素2次電池への応用を念頭においたプロチウム固溶材料の材料特性評価を行ったものである.マイクロ電極法とACインピーダンス法を組み合わせた電気化学測定は,プロチウム固溶材料(Mm系合金材料,Mg_2Ni,Pd)-電解液界面系における二重層容量,電極抵抗,電荷移動抵抗等の見積もりが可能であった.さらに,プロチウム固溶過程のモデルを厳密等価回路を用いて表現し,得られた結果との整合性を議論することができた.特に,Mg_2Ni系粒子のプロチウムインサーション反応についての知見は,特に良い電気化学的整合性をみることができている.
このマイクロ電極を用いた電気化学的手法は,従来の電池として用いられる電池活物質そのものの特性を評価することができる.結着剤,導電助剤等加えたコンポジット電極を用いた評価では,これらの影響が含まれるため,不確定性が大きい.また,プロチウムの拡散係数も,信憑性のおけるデータが得られており,この測定手法を応用することも可能であると考えている.また,マイクロ電極の手法は,電池の小型化という側面も持ち合わせている.マイクロレベルで電極を設計・制作し,電極の任意の位置に堆積して薄膜化する技術をもってすれば,現在の携帯機器に代表されるような新型2次電池技術に新たな側面を付与することができ,新たな技術の展開が期待される.さらにこのマイクロ電極を用いた電気化学測定を,燃料電池系にさらに展開し,燃料電池における電極触媒効能の評価を行っている.

Research Products

• [Publications] Takashi Itoh: "Spectroeoectrochemical studies on highly polarized LiCoO_2 electrode in organic solutions"Electrochemistry Communications. 2. 743-748 (2000)
• [Publications] M.Mohamedi: "Amorphous tin oxide films : preparation and charactertization as an anode active materials for lithium ion batteries"Electrochimica Acta. 46. 1161-1168 (2001)