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欠陥化学的発想によるケイ酸鉄リチウム材料のリチウムイオン電池反応機構の考察

研究課題

研究課題/領域番号 20760450
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 無機材料・物性
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

中山 将伸  名古屋工業大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (10401530)

研究協力者 MARTIN Manfred  RWTH Aachen University, Institute of Physical Chemistry, Professor
研究期間 (年度) 2008 – 2010
研究課題ステータス 完了 (2010年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2010年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2009年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2008年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード機能性セラミックス / リチウムイオン電池 / 電気化学計測 / 第一原理計算 / 格子欠陥 / ケイ酸鉄リチウム / イオン伝導
研究概要

リチウムイオン電池の正極材料として、資源豊富性に有利な新規鉄ケイ酸化合物Li_2FeSiO_4などの材料に注目した。このような材料は電気伝導性に欠けるため、イオン導電性と電子伝導性現象のそれぞれについて格子内欠陥の精密解析を、第一原理計算と電気化学測定によって行った。その結果、この材料系ではリチウムイオン=鉄イオン=空孔の格子内原子配列が充放電中で複雑に変化する反応であり、その欠陥分布がイオン伝導に大きな影響を与えることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2010 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2009 実績報告書
  • 2008 実績報告書
  • 研究成果

    (21件)

すべて 2010 2009 2008

すべて 雑誌論文 (15件) (うち査読あり 15件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Ab initio prediction for the ionic conduction of lithium in LiInSiO4 and LilnGeO_4 Olivine Materials2010

    • 著者名/発表者名
      T.Rajkumar, M.Nakayama, M.Nogami
    • 雑誌名

      150

      ページ: 693-693

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ionic conductivity of Lithium in spinel-type Li<_4/3>Ti_<5/3>O_4-LiMg_<1/2>Ti_<3/2>O_4 solid-solution system2010

    • 著者名/発表者名
      H.Shiiba, M.Nakayama, M.Nogami
    • 雑誌名

      Solid State tonics 181

      ページ: 994-994

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-Principles Study on Phase Transition Induced by Charge Ordering of Mn^<3+>/Mn^<4+> in Spine] LiMn_2O_42010

    • 著者名/発表者名
      M.Nakayama, M.Nogami
    • 雑誌名

      Solid State Commun. 150

      ページ: 1329-1329

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ionic conductivity of Lithium in spinel-type Li_<4/3>Ti_<5/3>O_4-LiMg_<1/2>Ti_<3/2>O_4 solid-solution system2010

    • 著者名/発表者名
      中山将伸, 他2名
    • 雑誌名

      Solid State Ionics

      巻: 181 ページ: 994-1001

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-Principles Study on Phase Transition Induced by Charge Ordering of Mn^<3+>/Mn^<4+> in Spinel LiMn_2O_42010

    • 著者名/発表者名
      中山将伸、野上正行
    • 雑誌名

      Solid State Communication

      巻: 150 ページ: 1329-1333

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio prediction for the ionic conduction of lithium in LiInSiO4 and LiInGeO4 Olivine Materials2010

    • 著者名/発表者名
      中山将伸, 他2名
    • 雑誌名

      Solid State Communication

      巻: 150 ページ: 693-696

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arrangement of La and Vacancies in La_<2/3>TiO_3 Predicted by First-Principles Density Functional Calculation with Cluster Expansion and Monte Carlo simulation2009

    • 著者名/発表者名
      M.Nakayama, A.Shirasawa, T.Saito
    • 雑誌名

      J.Ceram.Soc.Jpn. 117

      ページ: 911-911

    • NAID

      10025968874

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between Electrochemical Behavior and Li/Vacancy Arrangement in Ramsdellite type Li_<2+x>Ti_3O_72009

    • 著者名/発表者名
      W.Cho, W.Ra, T.Kashiwagi, M.Nakayama, M.Wakihara, Y.Kobayashi, H.Miyashiro
    • 雑誌名

      Electrochim.Acta 54

      ページ: 1842-1842

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ab initio prediction for the ionic conduction of lithium in LiInSiO4 and LiInGeO4 Olivine Materials2009

    • 著者名/発表者名
      中山将伸, 他2名
    • 雑誌名

      Solid State Communications 150

      ページ: 693-696

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Relationship between Electrochemical Behavior and Li/Vacancy Arrangement in Ramsdellite type Li2+xTi3O72009

    • 著者名/発表者名
      中山将伸, 他6名
    • 雑誌名

      Electrochimica Acta 54

      ページ: 1842-1850

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arrangement of La and Vacancies in La2/3TiO3 Predicted by First-Principles Density Functional Calculation with Cluster Expansion and Monte Carlo simulation2009

    • 著者名/発表者名
      中山将伸, 他2名
    • 雑誌名

      Journal of Ceramic Society Japan 117

      ページ: 911-916

    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-principles study on defect chemistry and migration of oxide ions in ceria doped with rare-earth cations2009

    • 著者名/発表者名
      中山将伸, 他1名
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys. (in press)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 第一原理バンド計算によるリチウムイオン電池正極材料LiMPO_4(M=Mn,Fe,Co,Ni)のバルク特性の研究2008

    • 著者名/発表者名
      M.Nakayama, M.Wakihara
    • 雑誌名

      Electrochemistry 76

      ページ: 752-752

    • NAID

      10024261218

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-principles study on defect chemistry and migration of oxide ions in ceria doped with rare-earth cations2008

    • 著者名/発表者名
      M.Nakayama, M.Martin
    • 雑誌名

      Phys.Chem.Chem.Phys. 11

      ページ: 3756-3756

    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 第一原理バンド計算によるリチウムイオン電池正極材料LiMPO4(M=Mn, Fe, Co, Ni)のバルク特性の研究2008

    • 著者名/発表者名
      中山将伸, 他1名
    • 雑誌名

      Electrochemistry 76

      ページ: 752-752

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Migration of Oxide Ions in Ceria Doped with Rare-earth Cations Using First-principles Density Functional Study2010

    • 著者名/発表者名
      中山将伸、Manfred Martin
    • 学会等名
      12^<th> International Ceramics Congress
    • 発表場所
      Montecatini, Italy
    • 年月日
      2010-06-09
    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
  • [学会発表] Arrangement of Li and vacancies in LixMn204 and related compounds as cathode materials2010

    • 著者名/発表者名
      中山将伸
    • 学会等名
      第48回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      沖縄
    • 年月日
      2010-01-12
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] Arrangement of Li and vacancies in LixMn2O4 and related compounds as cathode materials2010

    • 著者名/発表者名
      中山将伸
    • 学会等名
      第48回セラミックス基礎科学討論会
    • 発表場所
      沖縄、日本
    • 年月日
      2010-01-12
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 第一原理計算によるスピネル型LiMn_2O_4の電荷配列相転移の解析2009

    • 著者名/発表者名
      中山将伸
    • 学会等名
      平成21年日本セラミックス協会東海支部学術講演会
    • 発表場所
      東京農工大学
    • 年月日
      2009-11-28
    • 関連する報告書
      2009 実績報告書
  • [学会発表] 第一原理計算によるLiz_<2-x>FeSiO_4リチウムイオン電池正極材料の相平衡に関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      中山将伸, ほか2名(第一発表者)
    • 学会等名
      電気化学会
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2009-03-29
    • 関連する報告書
      2010 研究成果報告書
  • [学会発表] 第一原理計算によるLi2-xFeSiO4リチウムイオン電池正極材料の相平衡に関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      中山将伸, 他2名
    • 学会等名
      電気化学会
    • 発表場所
      京都・京都大学
    • 年月日
      2009-03-29
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書

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公開日: 2008-04-01   更新日: 2016-04-21  

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