Design of electrode materials of rechargeable batteries based on elucidation of local orderings in disordered rocksalt structure

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K05017
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
• Research Institution: Tokyo University of Science
• Principal Investigator: Kitamura Naoto 東京理科大学, 理工学部先端化学科, 准教授 (10453812)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: リチウムイオン電池 / 正極材料 / 原子配列 / 中性子全散乱 / X線全散乱 / 不規則岩塩

Outline of Final Research Achievements

This study focused on lithium-rich transition-metal oxides with a disordered rocksalt structure as positive-electrode materials for lithium ion batteries. By a reverse Monte Carlo modelling using total scattering data, we investigated local atomic ordering in the oxides. As a result, it was found that lithium and transition-metal ions formed local clusters, and the local structure depended on the transition-metal species. Such a change in the structure is considered to have an influence on positive-electrode properties.

Free Research Field

固体化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

次世代のリチウムイオン電池用正極材料として注目されている不規則岩塩型正極材料には、その原子配列（局所構造）に不明な点が多く残されていた。本研究ではその原子配列を可視化する新たな解析方法を確立し、複数の正極材料について系統的な解析を実施したため、学術的意義がある。また、低炭素社会の実現に向けてリチウムイオン電池の用途が拡大しているという社会的背景を考慮すると、得られる成果が持つ波及効果は大きい。