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第一原理in-situ XAS計算によるLiイオン電池正極界面の化学反応の解明

研究課題

研究課題/領域番号 25820355
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 構造・機能材料
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

田村 友幸  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90415711)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードLiイオン電池 / 第一原理計算 / 界面構造 / リチウムイオン二次電池 / 正極材料
研究成果の概要

電解質分子とLiCoO2正極-電解液界面における第一原理分子動力学シミュレーションを実行し,充放電前の液浸時にすでに電極界面での化学反応が起きていることを示唆する結果を得た.さらに,各原子のXANESスペクトル変化をシミュレーションし,実験結果との比較検討を行った結果,実験と同様のCo-K端スペクトル変化の傾向が確認されたが,その起源は,それまで定説とされていた「表面Coの還元反応」ではなく「Coの価数変化を伴わないEC分子との反応に伴う局所構造変化」である可能性が高いことが明らかになった.

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (19件)

すべて 2016 2015 2014 2013

すべて 学会発表 (19件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件)

  • [学会発表] 情報科学を利用した金属粒界の物性予測2016

    • 著者名/発表者名
      田村友幸, 荒川竜一, 烏山昌幸, 小林亮, 尾形修司
    • 学会等名
      日本物理学会 第71回年次大会
    • 発表場所
      東北学院大学
    • 年月日
      2016-03-22
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Materials analysis and design of Li-ion battery with first-principles calculations2016

    • 著者名/発表者名
      T. Tamura
    • 学会等名
      SHH2016 (Symposium of Hierarchy and Holism in Natural Sciences)
    • 発表場所
      国立天文台三鷹キャンパス, 東京
    • 年月日
      2016-02-06
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] First-principles in-situ XAS simulation of chemical reaction at cathode-electrolyte interface in Li-ion batteries2015

    • 著者名/発表者名
      T. Tamura
    • 学会等名
      Pacifichem 2015 (The International Chemical Congress of Pacific Basin Societies 2015)
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2015-12-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] First-principles in-situ XAS simulation of chemical reaction at cathode-electrolyte interface in Li-ion batteries2015

    • 著者名/発表者名
      T. Tamura, R. Kobayashi, and S. Ogata
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2015-12-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Combination of DFT calculation and data science to study grain-boundary properties2015

    • 著者名/発表者名
      R. Arakawa, T. Tamura, R. Kobayashi, and S. Ogata
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2015-12-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] First-principles study of interfaces in all solid Li-ion battery2015

    • 著者名/発表者名
      K. Ito, T. Tamura, R. Kobayashi and S. Ogata
    • 学会等名
      第25回日本MRS年次大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2015-12-08
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Liイオン二次電池の正極-電解質界面の第一原理計算2015

    • 著者名/発表者名
      田村友幸, 小林亮, 尾形修司
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季年次大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 第一原理計算を用いた全固体 Li イオン電池の正極、電解質、緩衝材における界面研究2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤匡平, 尾形修司, 田村友幸, 小林亮
    • 学会等名
      日本物理学会 2015年秋季年次大会
    • 発表場所
      関西大学
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] 第一原理計算を用いた全固体Liイオン電池の界面の研究2015

    • 著者名/発表者名
      伊藤匡平,尾形修司,田村友幸,小林亮
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-23
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 第一原理計算による全固体Liイオン電池正極 電解質界面の構造解析2015

    • 著者名/発表者名
      稲吉輝,田村友幸,小林亮,尾形修司
    • 学会等名
      日本物理学会 第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大学
    • 年月日
      2015-03-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] First-principles in-situ XAS simulation of chemical reaction at cathode-electrolyte interface in Li-ion batteries2015

    • 著者名/発表者名
      T. Tamura, R. Kobayashi, and S. Ogata
    • 学会等名
      ISEPD2015 (The 16th International Symposium on Eco-materials Processing and Design)
    • 発表場所
      Kathmandu, Nepal
    • 年月日
      2015-01-13
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] First-principles study of transition-metal K-edge XANES for Li-rich solid-solution layered cathode material2014

    • 著者名/発表者名
      T. Tamura, R. Kobayashi, and S. Ogata
    • 学会等名
      ACCMS-VO9 (The 9th General Meeting of Asian Consortium on Computational Materials Science - Virtual Organization)
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学
    • 年月日
      2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] First-principles study of microstructure of the Li-rich layered cathode/solid-state electrolytes interface2014

    • 著者名/発表者名
      A. Inayoshi, T. Tamura, R. Kobayashi, and S. Ogata
    • 学会等名
      ACCMS-VO9 (The 9th General Meeting of Asian Consortium on Computational Materials Science - Virtual Organization)
    • 発表場所
      沖縄科学技術大学院大学
    • 年月日
      2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Transition Metal K-edge XANES for Li-rich Layered Cathode Material: A First-principles Study2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tamura, R. Kobayashi, S. Ogata, and T. Ohwaki
    • 学会等名
      2013 MRS Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, MA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Transition Metal K-edge XANES for Li-rich Layered Cathode Material: First-principles Study2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tamura, R. Kobayashi, S. Ogata, T. Ohwaki, A. Ito, and K. Oshihara
    • 学会等名
      8th Pacific Rim International Congress on Advanced Materials and Processing (PRICM-8)
    • 発表場所
      Waikoloa, Hawaii
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Transition metal K-edge XANES for Li-rich layered cathode material: first-principles study2013

    • 著者名/発表者名
      T. Tamura, R. Kobayashi, S. Ogata, T. Ohwaki, and A. Ito
    • 学会等名
      2013 MRS Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco, CA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 第一原理XANES計算で明らかにする正極材料中の局所構造2013

    • 著者名/発表者名
      田村友幸
    • 学会等名
      化学電池材料研究会 第33回講演会
    • 発表場所
      東京理科大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 第一原理計算の基礎とリチウム電池関係の最近の成果2013

    • 著者名/発表者名
      田村友幸
    • 学会等名
      アドバンスト・バッテリー技術研究会 第143回定例研究会
    • 発表場所
      日産アーク, 神奈川
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Liイオン二次電池固溶体正極材料のXANESの第一原理計算2013

    • 著者名/発表者名
      田村友幸, 小林亮, 尾形修司, 大脇創
    • 学会等名
      日本物理学会 秋季大会
    • 発表場所
      徳島大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

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公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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