高エネルギー密度リチウム二次電池用非晶質酸化物に関する研究

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 63470058
• Research Institution: Mie University
• Principal Investigator: 山本 治 三重大学, 工学部, 教授 (70023116)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 菅野 了次 三重大学, 工学部, 助手 (90135426) ; 武田 保雄 三重大学, 工学部, 助教授 (60093051)
• Keywords: リチウム二次電池 / 非晶質酸化物 / スピネル型酸化物 / ブランメラーライト型酸化物

Research Abstract

非晶質Cr_3O_8は金属リチウムを陰極としたさいその開路電圧は3,8Vと高く電解質を分解する危険性があるので、Cr_3O_8にMnO_2、V_2O_5を添加して開路電圧の低下を試みたが、いずれも固溶体を形成しなく開路電圧の低下は認められなかった。V_2O_5はリチウム二次電池用陽極としての可能性が指適されているが、本研究では双ローラー法による超急冷およびゲル法より調製した非晶質V_2O_5について検討した。超急冷法はV_2O_5融液を3000回転分の双ローラーを通して作った。この非晶質V_2O_5は空気中の水分に敏感であった。放電特性は非晶質V_2O_5に特有な数段のプラトーがなくなり放電時間と共にゆるやかな曲線をえがいた。ゲル法による非晶質V_2O_5はNH_4VO_3 水溶をイオン交換樹脂を通過させて得ることができる。えられた非晶質V_2O_5は150〜250℃で乾燥させた。このV_2O_5は結晶性V_2O_5特有の段は残念ながらなくならなかったが、充放電のサイクルをくりかえす程安定しよい特性がえられた。また新規なリチウム電池の陽極材としてスピネル型L_1CnVO_4に注目しその特性についても検討した。スピネル型L_1CnVO_4は結晶構造的にL_1が可逆的にインターカレートする可能性があり興味深い化合物である。L_1を陰極としたさい開路電圧は3.2Vで1mA/cm^2での放電のさいのエネルギー密度約300W^h/kgとかなり高い値を示しまた50サイクルの充放電によってもそのエネルギー密度は約1/2に低下したのみであった。またブランメラーライト型構造をとるCuV_2O_6のVをMoで置換したCuV_2ーxMoxO_6系についてXの値による結晶構造の変化および陽極材としての放電特性について検討した。この化合物高電流での放電が可能で0.8mA/cm^2の電流密度、3.5V【tautomer】2.0Vの電圧範囲で充放電した結果CuV_2O_6では30サイクルで0.15An/gの容量であったがCnV_<1.7>M_<003>V_6では0.20An/gとかなり良い充放電特性を示した。

Research Products

• [Publications] Y.Takeda: J.Appl.Electrochem.
• [Publications] R.Kanno: J.Electrochem.Soc.
• [Publications] R.Kanno: J.power sources.