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層状チタン酸塩の二次電池正極活物質への応用

研究課題

研究課題/領域番号 09555279
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分展開研究
研究分野 無機工業化学
研究機関徳山工業高等専門学校

研究代表者

大橋 正夫  徳山工業高等専門学校, 一般科目, 助教授 (80160597)

研究期間 (年度) 1997 – 1998
研究課題ステータス 完了 (1998年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,900千円)
1998年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
1997年度: 2,800千円 (直接経費: 2,800千円)
キーワード層状結晶 / チタン酸塩 / 二次電池 / 正極活物質
研究概要

1. 現在、特性の良い二次電池の開発が求められており、その正極活物質の探索が非常に活発に行われている。本研究では、層状結晶Cs_xTi_<2-x/4>O_4とKxMnxTi_2-xO_4およびその誘導体を取りあげ、その合成方法と性質について調べ、新たな正極活物質の開発を行った。
2. Cs_xTi_<2-x/4>O_4は二酸化チタンと炭酸セシウムを用いて、700℃の加熱により合成した。KxMnxTi_2-xO_4は二酸化チタンと過マンガン酸カリウムを用いて、1100℃の加熱により合成した。用いた試料はCs_<0.68>Ti_<1.83>O_4およびK_<0.75>Mno_<0.75>Ti_<1.25>O_4であった。
3. 両試料を希塩酸で処理すると、層間のアルカリイオンはほぼ定量的に水素イオンとイオン交換された。また、K_<0.75>Mno_<0.75>Ti_<1.25>O_4は硫酸酸性の過マンガン酸カリウム水溶液を用いて酸化すると、試料中のMn^<3+>のうち60%がMn^<4+>に酸化された。さらに、これをLiCl水溶液で処理すると、層間のH^+はLi^+にイオン交換された。以上の試料についてリチウム電池を組み、実際に電池としての特性を調べたところ、上記の最後の操作で得られた、K_<0.08>Li_<0.02>Mn_<0.75>Ti_<1.25>O_4・1.2H_2Oの組成をもつ試料が最も優れた正極活物質であることがわかった。この試料は層間水を含むが、真空中150℃の加熱により除かれる。1.5-4.5V間で充放電の電位変化を調べたところ、約80mAh/gの充放電可能な容量を示した。また、10回程度の充放電では、約20%の容量の低下が認められた。
本研究により得られた試料は、新しいリチウム二次電池正極活物質として有用であると考えられる。

報告書

(3件)
  • 1998 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1997 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (9件)

  • [文献書誌] 大橋正夫: "層状チタン酸塩Cs_xTi_<2-x>/_4O_4(x=0.68)層間へのNi^<2+>の導入" 徳山工業高等専門学校研究紀要. 第21号. 87-92 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao Ohashi: "Preparation and Lithium Intercalation of Layer Structured TitanateCs_xTi_<2-x>/_4O_4(x=0.68)" Mol.Cryst.Liq.Cryst.311. 51-56 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 大橋正夫: "層状結晶K_xMn_xTi_<2-x>O_4の合成とリチウム二次電池正極活物質への応用" 徳山工業高等専門学校研究紀要. 第22号. 61-66 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao OHASHI: "Introduction of Ni^<2+> into Interlayer Space of Layer Structured Titanate Cs_xTi_<2-x/4>O_4 (x=0.68)" Research Reports of the Tokuyama College of Technology. No.21. 87-92 (1997)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao OHASHI: "Preparation and Lithium Intercalation of Layer Structured Titanate C _xTi_<2-x/4>O_4 (x=0.68)" Mol.Cryst.Liq.Cryst.Vol.311. 51-56 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao OHASHI: "Preparation and Application of Layer Structured Crystal K_xMn_xTi_<2-x>O_4 as Cathode for Lithium Rechargeable Batteries" Research Reports of the Tokuyama College of Technology. No.22. 61-66 (1998)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      1998 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Masao Ohashi: "Preparation and Lithium Intercalation of Layer Structured Titanate Cs_xTi_<2-x>/_4O_4(x=0.68)" Mol.Cryst.Liq.Cryst.311. 459-464 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 大橋正夫: "層状結晶K_xTi_<2-x>O_4の合成とリチウム二次電池正極活物質への応用" 徳山工業高等専門学校研究紀要. 第22号. 61-66 (1998)

    • 関連する報告書
      1998 実績報告書
  • [文献書誌] 大橋正夫: "層状チタン酸塩Cs_xTi_<2-x>/_4O_4(x=0.68)層間へのNi^<2+>の導入" 徳山工業高等専門学校研究紀要. 21号. :87-92 (1997)

    • 関連する報告書
      1997 実績報告書

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公開日: 1997-04-01   更新日: 2016-04-21  

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