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2014 Fiscal Year Research-status Report

ノントポタクティック無歪みリチウムインサーション材料に関する研究

Research Project

Project/Area Number 25410207
Research InstitutionToyota Central R&D Lab., Inc.

Principal Investigator

向 和彦  株式会社豊田中央研究所, 戦略先端研究部門 機能性Si低次元材料プログラム, 主任研究員 (50394812)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2016-03-31
KeywordsLiイオン電池 / 結晶構造 / リチウムチタン酸化物 / 電気化学反応
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、Li[Li1/3Ti5/3]O4(LTO)に代わる低電位で高容量、即ち高エネルギー密度な負極活物質を創製することである。まずLTOにおけるLi拡散機構を粉末X線回折測定及びラマン測定で調べた結果、酸化物イオンが重要な役割を果たしていることが分かった。さらにLTOの低電位及び高容量化には、Fe置換が有効であることを見出した。LTOにFe置換した材料の組成式は、Li1/2+1/2xFe5/2-3/2xTixO4(LFTO)で表され、固溶体と超格子構造が共存していることが分かった。

高性能Li電池を作製するには、負極活物質のみならず正極活物質の改良も重要である。正極活物質の一つであるLiNixCo1-xO2について、体積エネルギー密度に与える重要な因子を調べた結果、2次粒子内の空隙がxによって変化することが分かった。

来年度は、LFTOの結晶構造と充放電中の構造変化について、学術論文にまとめる。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

2014年度は、査読付き論文2報を発表した。また口頭発表4件、ポスター発表1件を行った(内1件は招待講演)。実験も着実に進めており、おおむね順調に進展している。

Strategy for Future Research Activity

LFTOの結晶構造と充放電中の構造変化に関して学術論文にまとめる。必要であれば、各種加速器施設を利用する。

  • Research Products

    (8 results)

All 2015 2014

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (5 results) (of which Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Role of Oxide Ions in Thermally Activated Lithium Diffusion of Li[Li1/3Ti5/3]O4: X-ray Diffraction Measurements and Raman Spectroscopy2015

    • Author(s)
      Kazuhiko Mukai and Yuichi Kato
    • Journal Title

      The Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 119 Pages: 10273-10281

    • DOI

      :10.1021/acs.jpcc.5b02179

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Factors Affecting the Volumetric Energy Density of Lithium-Ion Battery Materials: Particle Density Measurements and Cross-Sectional Observations of Layered LiCo1-xNixO2 with 0 <= x <= 12014

    • Author(s)
      Kazuhiko Mukai and Hideyuki Nakano
    • Journal Title

      ACS Applied Materials & Interfaces

      Volume: 6 Pages: 10583-10592

    • DOI

      dx.doi.org/10.1021/am502242z

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Spin fluctuations above 100 K in stoichiometric LiCoO22014

    • Author(s)
      Kazuhiko Mukai, Yoshifumi Aoki, Daniel Andreica, Alex Amato, Isao Watanabe, and Sean R. Giblin, and Jun Sugiyama
    • Journal Title

      Journal of Physics: Conference Series

      Volume: 551 Pages: 012008-1-6

    • DOI

      :10.1088/1742-6596/551/1/012008

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Li[Li1/3Ti5/3]O4における高速Li拡散に果たす酸化物イオンの役割2014

    • Author(s)
      向和彦、加藤雄一、布谷直義、中野秀之
    • Organizer
      第40回固体イオニクス討論会
    • Place of Presentation
      東京工業大学
    • Year and Date
      2014-11-16 – 2014-11-18
  • [Presentation] Synthesis and Crystal Structure of Lithium Iron Titanium Oxides Li1/2+1/2xFe5/2-3/2xTixO4 with 0 <= x <= 1.6662014

    • Author(s)
      Kazuhiko Mukai, Yuichi Kato, Kayo Horibuchi, and Hideyuki Nakano
    • Organizer
      226th Meeting of The Electrochemical Society
    • Place of Presentation
      Cancun, Mexico
    • Year and Date
      2014-10-05 – 2014-10-09
  • [Presentation] リチウムイオン電池材料の体積エネルギー密度に関する考察 -LiCo1-xNixO2 (0 <= x <= 1)の粉体密度測定-2014

    • Author(s)
      向和彦、中野秀之
    • Organizer
      2014年電気化学会秋季大会
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2014-09-27 – 2014-09-28
  • [Presentation] 高速Li拡散に果たす材料の“軟らかさ”及び酸化物イオンの役割2014

    • Author(s)
      向和彦、中野秀之、杉山純
    • Organizer
      固体イオニクスセミナー
    • Place of Presentation
      プラザホテル山麓荘
    • Year and Date
      2014-08-31 – 2014-09-02
  • [Presentation] 加速器を用いたリチウムイオン電池材料の評価2014

    • Author(s)
      向和彦
    • Organizer
      第10回放射光表面科学研究部会、第13回顕微ナノ材料科学研究会合同シンポジウム
    • Place of Presentation
      あいち産業科学技術総合センター
    • Year and Date
      2014-07-31 – 2014-08-01
    • Invited

URL: 

Published: 2016-05-27  

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