2001 Fiscal Year Annual Research Report

メカノケミカル法による高リチウムイオン伝導性ガラスセラミックスの創製

Research Project

Project/Area Number	13450359
Research Institution	Osaka Prefecture University
Principal Investigator	辰巳砂昌弘大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (50137238)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	松田厚範大阪府立大学, 工学研究科, 講師 (70295723) 忠永清治大阪府立大学, 工学研究科, 助教授 (90244657) 南努大阪府立大学, 学長 (80081313)
Keywords	メカニカルミリング / 固体電解質 / ガラスセラミックス / 非結晶 / リチウムイオン伝導 / 全固体電池 / 結晶化 / 硫化物ガラス
Research Abstract	xLi_2S・(100-x)P_2S_5系に対し20時間のメカニカルミリング(MM)処理を施すことによって得られたガラス試料について,200〜250℃での熱処理により結晶化させた試料の室温における導電率を調べた。x=75の場合,導電率の増加の程度が小さいが,これはこの組成のガラスの結晶化温度がガラス転移温度に極めて近く,軟化融着による級密化が十分起こらないためと推察される。x=80の場合に最も高い伝導性を示すガラスセラミックスが得られた。 80Li_2S・20P_2S_5組成のガラスを様々な温度まで加熱しX線回折測定を行ったところ、200℃以上で,準安定相と思われる未知の結晶相が析出し,さらに270℃以上でLi3PS4結晶が析出,460℃以上ではLi_7PS_6結晶が析出することがわかった。200℃において析出する未知相のパターンは,Li_4GeS_4Li_3PS_4系チオリシコン結晶のパターンとほぼ一致することより,このガラスからはチオリシコンと同じ結晶構造を有する高イオン伝導性準安定結晶相が析出するために,加熱後のガラスセラミックスの伝導性が高くなるものと考えられる。次に,加熱結晶化後の導電率の高かった300℃で加熱結晶化させた試料を固体電解質として用いた全固体電池を試作し,定電流充放電測定を行った。正極にはLiCoO_2,負極にはIn金属を用い,電流密度は64μAcm^<-2>で測定した。試作した全固体電池は充放電可能であり,サイクル数を重ねるごとに可逆性が改善された。100サイクル充放電を行っても,約100mAhg^<-1>の容量を維持しており,良好なサイクル特性を示すことがわかった。

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] A.Hayashi: "Preparation of Li2S-P2S5 Amorphous Solid Electrolytes by Mechanical Milling"J.Am.Ceram.Soc.. 84・[2]. 477-479 (2001)
[Publications] R.Komiya: "Solid State Lithium Secondary Batteries Using an Amorphous Solid Electrolyte in the System (100-x)(O.6Li_2S ・ 0.4SiS_2) ・ xLi_4SiO_4 Obtained by Mechanochemical Synthesis"Solid State Ionics. 140. 83-87 (2001)
[Publications] R.Araki: "Electronic States Calculated by the DV-X a Cluster Method for Lithium Ion Conductive Li_2S-SiS_2-Li_4SiO_4 Oxysulfide Glasses"J.Non-Cryst, Solids. 288. 1-7 (2001)
[Publications] A.Hayashi: "High Lithium Ion Conductivity of Glass-Ceramics Derived from Mechanically Milled Glassy Powders"Chem.Lett.. [9]. 872-873 (2001)
[Publications] M.Tatsumisago: "Preparation and Characterization of Amorphous Based Solid Electrolytes (総説)"J.Ceram.Soc.Jpn.. 109・[10]. 809-814 (2001)
[Publications] 辰巳砂昌弘: "ガラスのイオン伝導(総説)"マテリアルインテグレーション. 14・[11]. 37-43 (2001)

2001 Fiscal Year Annual Research Report

メカノケミカル法による高リチウムイオン伝導性ガラスセラミックスの創製

Principal Investigator

辰巳砂 昌弘 大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (50137238)

Research Products

[Publications] A.Hayashi: "Preparation of Li2S-P2S5 Amorphous Solid Electrolytes by Mechanical Milling"J.Am.Ceram.Soc.. 84・[2]. 477-479 (2001)

[Publications] R.Komiya: "Solid State Lithium Secondary Batteries Using an Amorphous Solid Electrolyte in the System (100-x)(O.6Li_2S ・ 0.4SiS_2) ・ xLi_4SiO_4 Obtained by Mechanochemical Synthesis"Solid State Ionics. 140. 83-87 (2001)

[Publications] R.Araki: "Electronic States Calculated by the DV-X a Cluster Method for Lithium Ion Conductive Li_2S-SiS_2-Li_4SiO_4 Oxysulfide Glasses"J.Non-Cryst, Solids. 288. 1-7 (2001)

[Publications] A.Hayashi: "High Lithium Ion Conductivity of Glass-Ceramics Derived from Mechanically Milled Glassy Powders"Chem.Lett.. [9]. 872-873 (2001)

[Publications] M.Tatsumisago: "Preparation and Characterization of Amorphous Based Solid Electrolytes (総説)"J.Ceram.Soc.Jpn.. 109・[10]. 809-814 (2001)

[Publications] 辰巳砂昌弘: "ガラスのイオン伝導(総説)"マテリアルインテグレーション. 14・[11]. 37-43 (2001)

辰巳砂昌弘大阪府立大学, 工学研究科, 教授 (50137238)