2023 Fiscal Year Annual Research Report
Chemical engineering approach to control of electrode-electrolyte junction interface of all solid state lithium battery
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20H02501
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
谷口 泉 東京工業大学, 物質理工学院, 准教授 (00217126)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 噴霧熱分解法 / 高電位正極材料 / リチウム二次電池 / 球状ナノ構造粒子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、Li2CoP2O7と炭素の複合体の合成について検討した。具体的には、マイクロ空間を用いたセラミックス微粒子の合成法の一つである噴霧熱分解法を基盤とし、まず、原料溶液にクエン酸を添加して空気雰囲気、400℃で合成を行うことで、目的物質の前駆体を得た。その後、窒素雰囲気で焼成することでLi2CoP2O7と炭素の複合体の合成を試みた。合成はクエン酸の添加濃度、焼成温度を変えて行った。その結果、クエン酸の添加濃度が0.1 mol/L以上で得られた前駆体を600℃で2時間以上焼成することでLi2CoP2O7と1.0 wt%以上の炭素を含む複合体を合成することができた。そこで、その試料を正極活物質として、負極に金属リチウム、電解液としては有機電解液を用いたハーフセル(コインセル)を作製し、充放電サイクル試験を行った。その結果、0.1Cの充放電速度において約35 ｍAh g-1の放電容量を得ることができた。また、充放電曲線において4.8 ~ 4.9 V付近にCo2+/Co3+に起因する電位プラトーを確認することができた。しかしながら、この放電容量は理論容量の約16%であるため、この試料を、遊星ボールミルを用いて微細化するとともにケッチンブラックとの複合化を試みた。 その結果、最終的には128 mAh g-1の初期放電容量（充放電速度：0.1 C）を得ることができた。この容量は理論容量の約58%に相当するものであるが、この比容量に対するCo2+/Co3+の酸化還元反応に起因する比容量の割合を検討する必要があると思われる。
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| Research Progress Status |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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