2014 Fiscal Year Annual Research Report

多元系リチウムイオン伝導体酸化物スケルトンの中距離構造

Research Project

Project/Area Number	24656364
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	早稲田嘉夫東北大学, 多元物質科学研究所, 名誉教授 (00006058)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	柴田浩幸東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50250824) 篠田弘造東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (10311549) 藤枝俊東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (60551893)
Project Period (FY)	2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords	金属物性 / 固体電解質 / ナノ物性
Outline of Annual Research Achievements	NASICON（NAtrium Super Ionic CONductor）型構造のリン酸化合物のガラスセラミックは高いリチウムイオン伝導率を示す。本研究では、組成がLi1+xGe2-xAlx(PO4)3のガラスおよびNASICON型構造のガラスセラミックの構造を多角的に調べている。本年度は、異なるAl濃度のガラス試料およびガラスセラミック試料において、AlおよびPのNMR測定を行った。Li2Co3、Al2O3、GeO2およびNH4H2(PO4)3を所定量秤量し、それらを白金坩堝で溶融した後、急冷凝固してガラス試料を得た。また、それに熱処理を施してNASICON型構造単相のガラスセラミック試料を得た。ガラスセラミック試料のAlのNMRスペクトルより、AlはGeと同様に6配位であった。昨年度行ったX線吸収分光測定測定結果によるとガラス試料におけるGeの局所構造はガラスセラミック試料と異なるが、NMRスペクトルよりガラス試料におけるAlは複数の異なる局所構造を有することが明らかになった。また、Al濃度が変化してもガラス試料におけるGeの局所構造はほとんど変化しないのに対し、Alの局所構造は顕著に変化した。また、Al濃度の増加に伴いガラス試料のPのNMRスペクトルにも変化が観測された。このような変化は、Al濃度の増加に伴い、ガラス試料中のPとOの四面体の周囲に位置するAlの配位構造が変化したためと推察される。