| 研究概要 |
高い性能をもつリチウム二次電池の正極および負極料をできるかぎり低温,できれば室温で合成するためのプロセス(ソフトプロセス)を開発することを目的とした.具体的には,1)正極材として有望視されているLiMn_2O_4,TiO_2およびMoO_3などの酸化物,さらに金属含有V_2O_5ブロンズの合成のためのソフトプロセスを開発する.そして,その構造,特に結晶性と電池性能との関係を明らかにする.2)負極材としてはボロンをドープした炭素材料の結晶構造,化学結合状態の評価を行い,電極反応および電池性能との対応を解明する.
1)正極材の合成および電池性能に対する結晶性の影響:LiMn_2O_4などのリチウム含有遷移金属酸化物を,酒石酸塩を経由して比較的低温で合成することが可能であること,そして高温でのアニーリングによって広範囲の結晶性が得られることが明らかとなった.これらの酸化物正極材料の結晶性は電池容量に強い影響を持ち,結晶性が高いほど容量が大きいことが明らかとなった.これに対して,V_2O_5ブロンズ,MoO_3およびアナターゼ型TiO_2では結晶性は電池容量には大きな影響を及ぼさない。正極材としての遷移金属酸化物を正極としての電池容量に結晶性が強く影響するものと大きな影響を及ぼさないものに大別し得ることが示唆された.
2)負極材としての炭素材料の調製と電池性能:炭素材料の負極材としての挙動はリチウムイオンのインターカレーション反応に支配される.そこで、アルカリ金属インターカレーション反応についての最近の研究成果をレビューした.そして,ボロンをドープした炭素材料を調製し,その電池性能を評価した結果,ボロンのド-ピングはホスト炭素材料の結晶性を向上させ,それに伴う電池容量の向上が示された。
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