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リチウムイオン電池電極材料のイオン機能のNMRおよびフォノンエコー法による研究

研究課題

研究課題/領域番号 12640316
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 固体物性Ⅰ(光物性・半導体・誘電体)
研究機関徳島大学

研究代表者

金城 辰夫  徳島大学, 工学部, 教授 (50035606)

研究分担者 中村 浩一  徳島大学, 工学部, 講師 (20284317)
道廣 嘉隆  徳島大学, 工学部, 助教授 (00174061)
中林 一朗  徳島大学, 工学部, 教授 (70035624)
研究期間 (年度) 2000 – 2001
研究課題ステータス 完了 (2001年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2001年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
2000年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
キーワードリチウム遷移金属酸化物 / イオン導電性 / NMR / スピン・格子緩和時間 / イチウムイオン電池 / ケミカルシフト / 活性化エネルギー / イオン拡散 / リチウムイオン電池
研究概要

平成12〜13年度(2年間)の研究内容、成果は次の通りである。
1.研究内容
(1)試料の作製:正極材料として、LiCuO_2の粉末試料合成を母原料(Li_2O, LiOH, CuO)の焼成により行い、また、LiV_2O_5の粉末試料について提供(インド、ブハラチア大学)を受け、X線解析によりキャラクタリゼーションを行なった。また、負極材料として、LiGa試料の提供(法政大学、青森大学グループ)およびカーボン試料の提供(松下電池工業)を受け、測定試料とした。
(2)測定:正極材料LiCoO_2,LiNiO_2,LiCuO_2およびLiV_2O_5に対して、^7Li核のスピン-格子緩和時間T_1と線幅ΔHの温度依存性を測定し、LiCuO_2およびLiV_2O_5についてはMAS-NMRにより、ケミカルシフトを測定した。また、LiCoO_2,LiNiO_2について電気伝導度の温度依存性を4端子法により測定した。負極材料のβ-LiGaについて、^7Li,^<71>GaのNMR測定を77K〜500Kの領域で行なった。
2.成果及びまとめ
(1)LiCoO_2,LiNiO_2のNMRおよび電気伝導度のデータをまとめ、LiNiO_2のLiCoO_2に対する代替性を考察して4件(国内3件、国外1件)の報告と2報の論文を公表した。
(2)LiCuO_2の線幅ΔHの温度依存性のデータを解析して、Li^+イオン拡散の活性化エネルギーを評価し、正極材料としての可能性を考察した。関連の論文1報の公表と1件の報告を行った。
(3)β-LiGaのNMR測定からLi^+イオン欠陥の秩序・無秩序変態が起きていることを確認し、また、無秩序相での拡散の活性化エネルギーを評価して負極材料としての性能を議論した。関連する3報の論文を公表し、6件の報告を行った。
(4)カーボン試料のフォノンエコーは観測することができなかった。今後の課題としたい。

報告書

(3件)
  • 2001 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 2000 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (18件)

  • [文献書誌] K.Nakamura: "NMR Study on Li-vacancy Ordering and Ionic Diffusion in β-LiGa"J. Phys. Soc. Jpn.. (to be pub.). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nakamura: "NMR Study on the Motion of Li^+ Defects and the Magnetic Behavior in Li_x NiO_2"Solid State Ionics. (in print). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Md.Rahman: "LDA Srudy on Polarizabilities and Shielding Factors of Ions in Fluorite Structare Xrystals"Solid State Ionics. (in print). (2002)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T.Kanashiro: "NMR Study on the Chemical Bonding and the Ionic Conductivity in Noble Metal Halides"J. Phys. Soc. Jpn.. Vol.70. 3322-3325 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Md.Rahman: "Polarizabilities and Shielding Factors of Ions in Cesium Halide Crystals"J. Phys. Soc. Jpn.. Vol.70. 2382-2386 (2001)

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      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nakamura: "On the Diffusion of Li^+ Defects in LiCoO_2 and LiNiO_2"Solid State Ionics. Vol.135. 143-147 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nakamura, K. Motoki, Y. Michihiro, T. Kanashiro, K. Kuriyama, H. Hamanaka and M. Yahagi: "NMR Study on Li-vacancy Ordering and Ionic Diffusion in β -LiGa"Journal of the Physical Society of Japan. (To be published). (2002)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nakamura, M. Yamamoto, K. Okamura, M.Md. Rahman, Y. Michihiro, L. Nakahayashi and T. Kanashiro: "NMR Study on the Motion of Li^+ Defects and the Magnetic Behavior in LixNiO_2"Solid State Ionics. (in print). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Md. Rahman, Y. Michihiro, K. Nakamura and T. Kanashiro: "LDA Study on Polarizabilities and Shielding factors of ions in Fruorite Structure Crystals"Solid State Ionics. (in print). (2002)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] T. Kanashiro, M.Md. Rahman, Y. Michihiro, K. Nakamura, T. Ohno and Y. Kishimoto: "NMR Study on the Chemical Bonding and the Ionic Conductivity in Noble Metal Halides"Tournal of the Physical Society of Japan. Vol.70. 3322-3325 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] M.Md. Rahman, Y. Michihiro, K. Nakamura and T. Kanashiro: "Polarizabilities and Shielding Factors of Ions in Cesium Halide Crystals"Journal of the Physical Society of Japan. Vol.70. 2382-2386 (2001)

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      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K. Nakamura, H. Ohno, K. Okamura, Y. Michihiro, I. Nakabayashi and T. Kanashiro: "On the Diffusion of Li^+ in Defects in LiCoO_2 and LiNiO_2"Solid State Ionics. Vol.135. 143-147 (2000)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2001 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] K.Nakamura, et al.: "NMR Study on Li-Vacancy Ordering and Ionic Diffusion in β-LiGa"J. Phys. Soc. Jpn.. (to be pub). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nakamura, et al.: "NMR Study on the Motion of Li_+ Defects and the Magnetic Behavior in Li_xNiO_2"Solid State Ionics. (in print). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Md.Rahman, et al.: "LDA Study on Polarizabilities and Shielding Factors of Ions in Fluorite Structure Crystals"Solid State Ionics. (in print). (2002)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] T.Kanashiro, et al.: "NMR Study on the Chemical Bonding and the Ionic Conductivity in Noble Metal Halides"J. Phys. Soc. Jpn.. Vol.70. 3322-3325 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] M.Md.Rahman, et al.: "Polarizabilities and Shielding Factors of Ions In Cesium Halide Crystals"J. Phys. Soc. Jpn.. Vol.70. 2382-2386 (2001)

    • 関連する報告書
      2001 実績報告書
  • [文献書誌] K.Nakamura, et al.: "On the diffusion of Li^+ defects in LiCoO_2 and LiNiO_2"Solid State Ionics. Vol.135. 143-147 (2000)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書

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公開日: 2000-04-01   更新日: 2020-05-15  

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