2015 Fiscal Year Annual Research Report
元素選択的構造解析法の融合による複雑な固体電解質における成分イオンの役割解明
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26289228
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| Research Institution | Tohoku University |
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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)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
杉山 和正 東北大学, 金属材料研究所, 教授 (40196762)
有馬 寛 東北大学, 金属材料研究所, 助教 (60535665)
柴田 浩幸 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (50250824)
助永 壮平 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (20432859)
鈴木 茂 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (40143028)
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)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | X線構造解析 / 核磁気共鳴法 / 電気化学測定 / イオン伝導体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
安全で高性能なリチウムイオン電池の実現に向けて、優れた充放電特性および高いイオン伝導率を示す菱面体晶のNASICON（NAtrium Super Ionic CONductor）型リン酸化合物が注目されている。本研究の目的は、それらを構成する特定元素の中距離構造および配位構造を複数の元素選択的構造解析法を駆使して解明することにある。本年度は、イオン交換法により作製したNASICON型Li2NaV2(PO4)3を正極として、独自に開発したin situ測定用セルを用いて電池を組み、充電しながらV K吸収端のその場X線吸収分光測定を行った。その結果、充電時間の増加に伴うV K吸収端の高エネルギー側へのシフトが観測された。このようなスペクトルの変化は、充電前および充電後のスペクトルの重みを付けた足し合わせで説明される。つまり、充電は、主にLiイオンのデインターカレーションによる3価のVで構成されたLi2NaV2(PO4)3と4価のVで構成されたNaV2(PO4)3の2相の割合の変化により進行することが明らかになった。また、本研究では、異なるAl濃度のNASICON型Li(Ge,Al)2(PO4)3ガラスセラミックおよびガラスの、AlおよびPのMAS-NMR測定を行った。その結果、ガラスセラミックにおいてAlに酸素は6配位するが、ガラスでは6配位だけでなく4および5配位もとることが明らかになった。また、ガラスセラミックでは架橋状態の酸素がPに4配位するが、ガラスでは非架橋状態の酸素も配位することを示した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初計画していた実験を全て行うことが出来た。
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| Strategy for Future Research Activity |
前年度までの研究で得られた長周期構造および特性元素の中距離構造と配位構造の情報が調和した構造モデルについて総合的に検討する。
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| Causes of Carryover |
今年度の研究を効率的に遂行したことで次年度使用額が発生した。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成28年度の予算と合わせて、研究遂行に有効に使用する予定である。
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Research Products
(5 results)
