• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

ナノ単結晶酸化物へのリチウムイオンの挿入・脱離反応のダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 17041008
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関京都大学

研究代表者

入山 恭寿  京都大学, 工学研究科, 助手 (30335195)

研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
12,000千円 (直接経費: 12,000千円)
2006年度: 6,400千円 (直接経費: 6,400千円)
2005年度: 5,600千円 (直接経費: 5,600千円)
キーワード固体イオニクス / 微粒子 / 噴霧熱分解 / リチウム電池 / 相変化 / ナノ粒子 / リチウム二次電池 / 遷移金属酸化物
研究概要

噴霧熱分解法を用いて、結晶性が極めて高くサイズ分が狭いLiMn2O4微粒子を合成する手法を確立した。出発溶液の濃度を調製することで、サイズ制御が可能であった。直径10nm程度の微粒子を白金メッシュ上に電気集塵法を用いて堆積させた後、種々の温度で空気中で熱処理した試料を用いて水溶液中でその電気化学的リチウム挿入脱離挙動を測定した。その結果、500度で熱処理した試料で相変化に起因する酸化還元電流が明確でなくなる挙動を見いだした。X線回折測定では、いずれの試料からもスピネル型のLiMn2O4の回折ピークが得られ、500度までの熱処理では結晶子系の増大も認められなかった。一方、透過型電子顕微鏡観察では、500℃の熱処理で微粒子の凝集が急速に進む現象が確認された。7Li-NMR測定の結果、熱処理しない試料ではLiMn2O4と類似したシャープなスペクトルが認められるのに対し、500度で熱処理した試料ではMn4+の形成に起因する化学シフトが認められ、同時にピークのブロード化も認められた。以上の結果から考えると、電気化学測定で相変化が明確でなくなる原因は、微粒子の凝集過程でLiが粒界近傍に偏積して、粒子内にMn4+が形成され、これらに起因してLiの規則配列に乱れが生じるためと考えられる。また、交流インピーダンス測定の結果からは、これら粒界が形成される場合にLiの拡散が遅くなる挙動が認められた。ナノサイズの微粒子を電極活物質に用いる場合、その粒界制御が活物質の相変化機構と電池の出入力特性に強く影響を与えることを見いだした。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2005 その他

すべて 雑誌論文 (5件)

  • [雑誌論文] Electrochemical Insertion and Extraction of Lithium Ion at Uniform Nanosized Li_<4/3>Ti_<5/3>O_4 Particles Prepared by a Spray Pyrolysis Method2005

    • 著者名/発表者名
      T.Doi et al.
    • 雑誌名

      Chemistry of Materials 17・6

      ページ: 1580-1582

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Electrochemical properties of LiFePO_4 thin films prepared by pulsed laser deposition2005

    • 著者名/発表者名
      C.Yada et al.
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources 146

      ページ: 559-564

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Charge transfer reaction at the lithium phosphorus oxynitride glass electrolyte/lithium cobalt oxide thin film interface2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Iriyama et al.
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 176・31-34

      ページ: 2371-2376

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Reduction of charge transfer resistance at the lithium phosphorus oxynitride/lithium cobalt oxide interface by thermal treatment2005

    • 著者名/発表者名
      Y.Iriyama et al.
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources 146

      ページ: 745-748

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Preparation of lithium manganese oxide fine particles by spray pyrolysis

    • 著者名/発表者名
      Y.Iriyama, Y.Tachibana, R.Sasasoka, N.Kuwata T.Abe, M.
    • 雑誌名

      Journal of Power Sources (in press)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

URL: 

公開日: 2005-04-01   更新日: 2018-03-28  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi