| 研究課題/領域番号 |
01470084
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| 研究種目 |
一般研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
工業物理化学・複合材料
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
平井 竹次 大阪市立大学, 工学部, 教授 (70032919)
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| 研究分担者 |
澤井 圭二郎 大阪市立大学, 工学部, 助手 (50206017)
小槻 勉 (大槻 勉) 大阪市立大学, 工学部, 助教授 (40116439)
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| 研究期間 (年度) |
1989 – 1990
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| 研究課題ステータス |
完了 (1990年度)
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| 配分額 *注記 |
6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
1990年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
1989年度: 5,500千円 (直接経費: 5,500千円)
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| キーワード | リチウム電池 / 二酸化マンガン / 二酸化コバルト / 二酸化ニッケル / 非水溶媒二次電池 / Mixed Metal Oxides |
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| 研究概要 |
本研究は、既存活物質の減極能発現様式を構造無機化学、電気化学的な立場より解析し、その解析結果より新規活物質の結晶構造、機能を創定し、合成手法を見いだすことにより活物質設計の基礎を構築しようとしたものである。以下に研究成果を述べる。
(1)NiAs型二酸化マンガンーこの新規活物質は、六方密充填酸素配列をもち、マンガンイオン及びリチウムイオンは、ともに六配位サイトに位置する。酸化、還元時には、マンガンイオンの固相内レドックス反応と連動してリチウムイオンが可逆的に出入りする。従ってこのものを用いて3V級リチウム二次電池とすることができる。現時点での充放電容量は、活物質1g当たり120ー160mAhである。
(2)岩塩型二酸化マンガンーこの新規活物質は、立方密充填酸素配列を持つ二酸化マンガンである。このものは、マンガンイオンが、低スピン状態で存在し、NiAs型二酸化マンガンの高スピン状態とは異なるためその作動電位も4Vと高い。このものの酸化・還元反応は、結晶構造を乱すことなく進行するので、4V級リチウム二次電池となりうる。現時点での充放電容量は、活物質1g当たり100ー120mAhである。
(3)岩塩型複合金属酸化物ーこの一連の複合金属酸化物は、岩塩型二酸化マンガンの解析結果を基に、機能発現に必要な結晶構造を想定し、合成手法に見いだすことにより実証したものである。岩塩型二酸化コバルト、岩塩型二酸化ニッケル及びこれらの複合酸化物などは、この研究過程で生まれた活物質群である。これら一連の活物質の作動電位は、約4Vで、充放電容量は、活物質1g当たり120ー160mAh程度である。
本研究過程での知見及び解析手法から、既存材料の評価あるいは転用と言った従来の受動的な立場から、電池活物質設計へと一歩踏みだすのに必要な概念的な基礎を確立できたものと信じる。
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