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リチウムを含む遷移金属窒化物を電極とするリチウム二次電池の開発

研究課題

研究課題/領域番号 07455337
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 工業物理化学
研究機関三重大学

研究代表者

武田 保雄  三重大学, 工学部, 助教授 (60093051)

研究分担者 今西 誠之  三重大学, 機器分析センター, 助教授 (20223331)
伊藤 敬人  三重大学, 工学部, 教授 (90126954)
研究期間 (年度) 1995 – 1997
研究課題ステータス 完了 (1997年度)
配分額 *注記
7,500千円 (直接経費: 7,500千円)
1997年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
1996年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1995年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
キーワードリチウム二次電池 / 負極物質 / リチウムインターカレーション / リチウム窒化物 / リチウム遷移金属窒化物 / リチウムチッ化物 / リチウム二次電池用負極 / 新規負極 / リチウム二次電磁用負極 / 逆ホタル石構造
研究概要

我々は新しい電池材料になるべき新物質を、イオン導電体の結晶構造を指針に,探索してきた。ここで取り上げた遷移金属とリチウム複窒化物Li_<3-X>M_XNは、Liの挿入脱離に関して優れた可逆性を示すとともに、Liに対して0.6V程度の電位を示し、陰極として優れた性質を示す事が分かった。この物質群は、Li_3NのLiの一部が他の元素で置換されたもので、このグループに含まれるのはLi_<3-X>Co_XN,Li_<3-X>Ni_XN,Li_<3-X>Cu_XNの3つである.Li_3NはLiとNからなる層とその層間に存在するLiのみの層からなっている.Co,Ni,CuがLi-N層とLi-N層の間のLiのサイトに入る.固溶範囲はCo:0<X<0.5,Ni:0<X<0.6,Cu:0<X<0.4である.この3つの化合物はX線的に見てほとんど違いはない.しかしそのLi脱離-挿入はかなり挙動が異なり非常に興味深い。これらの化合物はどれも金属の置換量が大きいほど大きな充放電容量が得られた。注目されるのはLi_<3-X>Co_XNの充放電容量である。実に900mAh/gという非常に大きな容量が得られた。炭素(C_6Li)の理論容量が375mAh/gであるのでほぼ2.5倍の容量を持つことになる。また電位も前述のLi_3FeN_2やLi_7MnN_4の逆蛍石型構造の化合物に比較しても低いので炭素材料の代わりにLiイオン電池の負極材料として用いられる実力を持つ有望な材料である事が分った。Li_<1-X>Mn_2O_4やCr_3O_8を正極に電池を組むと、大きな容量の二次電池が実現した。

報告書

(4件)
  • 1997 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1996 実績報告書
  • 1995 実績報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (19件)

  • [文献書誌] O.Yamamoto 他: "Rechargable Carbon Anode" J.Power Sources. 54. 72-75 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirana 他: "Relationship between Non-stoichiometry and Physical Properties in LiNiO_2" Solid State Ionics. 78. 123-131 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] N.Nishijima 他: "Synthesis and Electrochemical Studies of a New Anode Material,Li_<3-X>Co_XN" Solid State Ionics. 83. 107-111 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Kann 他: "Synthesis,Structure,and Electrochemical Properties of a New Lithium Iron Oxide,LiFeO_2,with a Corrugated Layer Structure" J.Electrochem.Soc.143. 2435-2442 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ada 他: "Preparation of LiFeO_2 with α-NaFeO-type Structure using a Mixed-Alkaline Hydrothermal Method" J.Electrochem.Soc.144. L177-L180 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nishijima 他: "Electrochemical Studies of a New Anode Materials,Li_<3-X>M_XN(M=Co,Ni,Cu)" J.Power Sauces. 68. 510-514 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] O.Yamamoto, N.Imanishi, Y.Takeda and H.Kashiwagi: "Rechargable Carbon Anode" J.Power Sources. 54. 72-75 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] A.Hirano, R.Kanno, Y.Kawamoto, Y.Takeda, K.Yamaura, M.Takano, K.Ohyama, M.Ohashi and Y.Yamaguchi: "Relationship between Non-stoichiometry and Physical Properties in LiNiO_2" Solid State Ionics. 78. 123-131 (1995)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nishijima, T.Kagohashi, M.Imanishi, Y.Takeda, O.Yamamoto, and S.Kondo: "Synthesis and Electrochemical Studies of a New Anode Material, Li_<3-x>Co_xN" Solid State Ionics. 83. 107-111 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] R.Kanno, T.Shirane, Y.Kawamoto, Y.Takeda, M.Takano, M.Ohashi and Y.Yamaguchi: "Synthesis, Structure, and Electrochemical Properties of a New Lithium Iron Oxide, LiFeO_2, with a Corrugated Layr Structure" J.Eelctrochem.Soc.143. 2435-2442 (1996)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ado, M.Tabuchi, H.Kobayashi, H.Kageyama, O.Nakamura, Y.Inaba, R.Kanno, M.Takagi and Y.Takeda: "Preparation of LiFeO_2 with alpha-NaFeO_2-type Structure using a Mixed-Alkaline Hydrothermal Method" J.Electrochem.Soc.144. L177-L180 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Nishijima, T.Kagohashi, Y.Takeda, N.Imanishi, and O.Yamamoto: "Electrochemical Studies of a New Anode Materials, Li_<3-x>M_xN (M=Co, Ni, Cu)" J.Power Sauces. 68. 510-514 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1997 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Ado 他: "Preparation of LiFeO_2 with α-NaFeO_2-type Structure using a Mixed-Alkaline Hydrothermal Method" J.Electrochem.Soc.144. L177-L180 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nishijima 他: "Electrochemical Studies of a New Anode Materials,Li_<3-X>M_XN(M=Co,Ni,Cu)" J.Power Sauces.68. 510-514 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nishijima: "Synthesis and Electrochemical Studies of a New Anode Material,Li_<3-x>Co_xN" Solid State Ionics. 83巻. 107-111 (1996)

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] M.Nishijima: "Electrochemical studies of a new anode materials,Li_<3-x>M_xN(M=Co,Ni,Cu)" J.Power Source. (印刷中).

    • 関連する報告書
      1996 実績報告書
  • [文献書誌] A. Hirano: "Relationship between non‐stoichiometry and physical properties on LiNiO_2" J. Solid State chem.78. 123-131 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] O. Yamamoto: "Rechargeable carbon anode" J. Power Sources. 54. 72-75 (1995)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書
  • [文献書誌] N. Nishijima: "Synthesis and electrochemical studies of a new anode materials,Li_<3-x>Co_xN" Solid state Ionics. (印刷中). (1996)

    • 関連する報告書
      1995 実績報告書

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公開日: 1995-04-01   更新日: 2018-02-02  

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