| 研究課題/領域番号 |
10555261
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
新井 邦夫 東北大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10005457)
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| 研究分担者 |
金村 聖志 東京都立大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (30169552)
伯田 幸也 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (30250707)
阿尻 雅文 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (60182995)
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| キーワード | 超臨界水 / 反応晶析 / 硝酸コバルト / 水酸化リチウム / LiCoO_2 |
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| 研究概要 |
硝酸コバルトCO(NO_3)_2と水酸化リチウムLiOH混合水溶液を出発原料に超臨界水を反応溶媒としてLiCo_2微粒子の合成を行った。実験はSUS316製、内容積100m^3の回分式反応器により行った。Li/Co比5以上の原料水溶液を水の臨界温度および圧力以上で反応させることで、粒径500nm程度の単一札LiCoO_2粒子が合成できた。得られた微粒子の電気化学測定を行った結果、得られた微粒子は電気化学的に活性であることが確認できた。
臨界温度以下(300℃、350℃)では、アルカリ条件ではCoO、酸性条件では、Co_3O_4であった。さらに、酸素共存条件で実験をおこなったところ、亜臨界条件では生成物はCO_3O_4とLiCoO_2の混合物であった。
原料中のコバルトイオンの酸化状態は2価であり、目的生成物であるLiCoO_2の酸化状態は3価である。したがって、単一相でLiCoO_2を得るためには、Co(II)のCo(III)への酸化反応を促進させる必要がある。回収液を分析した結果、原料中に含まれている硝酸イオンの還元体である亜硝酸イオンが検出された。このことから、Co(II)の酸化反応は硝酸によることがわかった。また、酸素共存実験では、超臨界条件では、酸素は溶液が均一相を形成できるため、Co(II)の酸化反応が促進され、LiCoO_2微粒子が生成する。一方、亜臨界条件では、酸素と水溶液は2相を形成するため、酸素過剰条件であるにもかかわらず、酸化反応が十分に進行せず、CO_3O_4が生成したと考える。
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