2015 Fiscal Year Annual Research Report
新規Li2MO3型リチウム二次電池高容量正極材料の高圧合成と電極反応機構の解明
| Project/Area Number |
25810137
|
|---|
| Research Institution | Gakushuin University |
|---|
Principal Investigator |
森 大輔 学習院大学, 理学部, 助教 (00432021)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
|
| Keywords | リチウム二次電池 / 正極材料 / 層状構造 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では高容量正極材料として期待されているLi2MO3型酸化物について、固相法と高圧合成を用いてLi2MO3型酸化物およびLI2MnO3を中心とした固溶体を合成し、組成、構造、電気化学特性との相関および電極反応機構について調べた。
平成27年度はLi2RuO3とLi2Mn0.4Ru0.6O3（LMR）の充電終止電圧がサイクル特性に与える影響およびLiの脱挿入に伴う構造と電子状態の変化について調べた。充電終止電圧を4.2 Vとしたとき、LMRのサイクルに伴う容量劣化および平均放電電位の低下は4.8 Vのときより大きかった。一方、Li2RuO3では充電終止電圧の違いによる容量、放電電位のサイクル依存性について大きな違いは見られなかった。充電後の試料のX線吸収分光測定の結果、LMRでは4.2 Vまでの充電に伴いRuO6八面体歪みが大きく増加することが、サイクル特性を低下させていることが分かった。充放電後の試料のXRD測定およびリートベルト解析の結果、LMRは充電に伴い、Mnの一部が遷移金属層内のLi位置やLi層内へ移動する不可逆な構造変化を起こすことが分かった。X線吸収分光測定の結果、充電初期にはRu4+からRu5+への酸化が充電に関与し、Mnはほとんど関与しないことが分かった。また、充電末期では約0.2電子分の酸素が充電に関与していることが明らかとなった。
また、高圧合成により得られたNi系試料についても充放電測定を行った。Ni系試料の充放電特性についてはこれまで報告されていない。充放電測定の結果、Ni系試料は可逆容量を示し、電極として機能することを見出した。
|
