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2006 年度 実績報告書

メカノケミカル法による高イオン伝導性無機硫化物-ポリマーハイブリッドの創製

研究課題

研究課題/領域番号 16760549
研究機関大阪府立大学

研究代表者

林 晃敏  大阪府立大学, 工学研究科, 助手 (10364027)

キーワードメカノケミカル法 / ハイブリッド / 固体電解質 / 全固体電池 / イオン伝導体 / 硫化物 / ガラス / リチウム電池
研究概要

本年度は、硫化物とオリゴマーのハイブリッド化における反応プロセスの解明を行い、得られたハイブリッド電解質のイオン伝導機構について検討した。ラマン分光測定の結果から、70Li_2S・30P_2S_5ガラスの局所構造は、PS_4^<3->やP_2S_7^<4->から構成されていることがわかった。このガラスとオリゴマーとして1,4-butanediolを反応させるとP_2S_7^<4->のピークの強度が減少していることから、硫化物ガラス中のP_2S_7^<4->とオリゴマー末端のヒドロキシル基が反応してハイブリッド化していることが示唆された。ガラス転移温度における導電率から、1,4-butanediolを2mol%添加して得たハイブリッド電解質のデカップリングインデックス(R_τ:伝導緩和時間に対する構造緩和時間の比)を求めるとR_τ=12.6となり、ガラスと同等の値を示すことがわかった。また直流分極測定により、ハイブリッド電解質のリチウムイオン輸率はほぼ1であることを確認した。以上の結果から、イオン伝導ガラスとオリゴマーのハイブリッド化を行っても、ガラスの高いデカップル性が維持され、ハイブリッド電解質はシングルイオン伝導性を示すことがわかった。作用極にステンレス板、対極にリチウムシートを用いた全固体二極式セルを用いてサイクリックボルタンメトリーを行った結果、ハイブリッド電解質はガラスと同等の電位窓を有しており、リチウムの溶解・析出が可逆的に生じることがわかった。負極に金属インジウム、固体電解質にハイブリッド材料、正極にLiCoO_2を用いた全固体電池を試作したところ、充放電が可能であり二次電池として作動することを確認した。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2006

すべて 雑誌論文 (10件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] All-Solid-State Lithium Secondary Batteries Using Sulfide-Based Glass-Ceramic Electrolytes2006

    • 著者名/発表者名
      M.Tatsumisago
    • 雑誌名

      J. Power Sources 159

      ページ: 193-199

  • [雑誌論文] All-Solid-State Rechargeable Lithium Batteries Using SnX-P_2X_5 (X=S and O) Amorphous Negative Electrodes2006

    • 著者名/発表者名
      A.Hayashi
    • 雑誌名

      Research on Chemical Intermediates 32 [5-6]

      ページ: 497-506

  • [雑誌論文] Mechanochemical Synthesis of Hybrid Electrolytes from the Li_2S-P_2S_5 Glasses and Polyethers2006

    • 著者名/発表者名
      A.Hayashi
    • 雑誌名

      J. Power Sources 163

      ページ: 289-293

  • [雑誌論文] Recent Progress of Glass and Glass-Ceramics as Solid Electrolytes for Lithium Secondary Batteries2006

    • 著者名/発表者名
      T.Minami
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 177

      ページ: 2715-2720

  • [雑誌論文] High Lithium Ion Conducting Glass-Ceramics in the System Li_2S-P_2S_52006

    • 著者名/発表者名
      F.Mizuno
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 177

      ページ: 2721-2725

  • [雑誌論文] High Rate Performances of All-Solid-State In/LiCoO_2 Cells with the Li_2S-P_2S_5 Glass-Ceramics Electrolytes2006

    • 著者名/発表者名
      F.Mizuno
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 177

      ページ: 2731-2735

  • [雑誌論文] Formation of Electrode-Electrolyte Interface by Lithium Insertion to SnS-P_2S_5 Negative Electrode Materials in All-Solid-State Cells2006

    • 著者名/発表者名
      A.Hayashi
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 177

      ページ: 2737-2740

  • [雑誌論文] Lithium Ion Conducting Solid Electrolytes Prepared from Li_2S, Elemental P and S2006

    • 著者名/発表者名
      A.Hayashi
    • 雑誌名

      Solid State Ionics 177

      ページ: 2753-2757

  • [雑誌論文] 超イオン伝導ガラス2006

    • 著者名/発表者名
      辰巳砂昌弘, 林 晃敏
    • 雑誌名

      光学 35 [3]

      ページ: 139-144

  • [雑誌論文] 硫化物系固体電解質材料を用いた全固体リチウム二次電池2006

    • 著者名/発表者名
      辰巳砂昌弘, 林 晃敏
    • 雑誌名

      電池技術 18

      ページ: 36-44

  • [図書] ユビキタスエネルギーの最新技術2006

    • 著者名/発表者名
      辰巳砂昌弘, 林 晃敏
    • 総ページ数
      55-61
    • 出版者
      シーエムシー出版

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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