2010 Fiscal Year Annual Research Report
水溶液系を用いた新規な高エネルギー密度リチウムー空気電池システムの構築
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22350091
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
武田 保雄 三重大学, 大学院・工学研究科, 教授 (60093051)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
平野 敦 三重大学, 大学院・工学研究科, 助教 (60324547)
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| Keywords | リチウム-空気二次電池 / 耐水性リチウム金属負極 / ガーネット型リチウムイオン導電体 / ナシコン型リチウムイオン導電体 |
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| Research Abstract |
本研究は、計算上最も高いエネルギー密度が期待できるリチウム/空気二次電池の開発を進めるために、高い充放電効率が期待できる水系電解質の利用の可能性を探求する。水を電解質の用いるには、水に安定なリチウム金属負極の開発が必須で、リチウム保護層として、水に安定な、高いリチウムイオン導電性電解質を開発し、かつその薄膜化をはかる必要がある。水系電解質の反応生成物は、LiOHで、放電に伴い、電解液のpHが上昇するので、アルカリ水溶液に安定な電解質の開発も肝要である。これまでに、報告されている水に安定で高いリチウムイオン導電率を示すNASICO型電解質は、アルカリ不安定であるので、その安定化をはかり、さらには、新規なアルカリに安定なリチウム導電性の開発し、実現可能なリチウム空気二次電池を目指す事を目的としている。
1.NASICON型リチウムイオン導電性固体電解質(Li_<1+x>Ti_<2-x>Al_x(PO_4)_2は水に安定であるが、アルカリ溶液中では分解する。空気極ではLiOHが生成し、必然的に水溶液のpHは上昇する。そのpHのコントロールをリチウム塩の過剰溶解で解決できることを見いだした。
2.最近報告されたガーネット型リチウムイオン導電体、Li_7La_3Zr_2O_<12>は優れた導電性を示すが合成が大変難しい。それをゾルゲル法をもちいてほぼ純粋に近い試料を合成することに成功し、アルカリ水溶液中での安定性(ほぼLTAPと同じ)を検討、さらにリチウム金属に対して安定であることを確認した。
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