• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2009 年度 実績報告書

局在電子系における異常電極活性

研究課題

研究課題/領域番号 19205027
研究機関東京大学

研究代表者

山田 淳夫  東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30359690)

研究分担者 西村 真一  東京大学, 大学院・工学系研究科, 特任助教 (00549264)
キーワード局在電子 / リチウム電池 / 正極
研究概要

Li_xFePO_4の二相平衡電位を通過する電位ステップに対する電流応答は、典型的な核生成・成長過程を示し、Avramiモデルの適用可能性が示された。各粒径の試料に対してAvrami plotを作製したところ、核生成モデルを表わすAvrami指数はいずれも約1となり、これまでに報告されているLiFePO_4の相境界のa軸方向への一次元移動を支持する結果となった。また、Arrhenius plotへ展開することにより、相境界移動における活性化エネルギーを算出したところ、微粒子化に伴い活性化エネルギーは低減した。導出した活性化エネルギーの低下と、微粒子化による格子ミスマッチの現象は対応した変化を示し、粒子サイズに依存する相境界移動現象の変化を定量的に確認することができた。これは、二相界面整合性の向上による、相境界移動障壁の低減に対応している可能性がある。
また、Li_xFePO_4(x=0.6)は、高温において混合原子価状態となることが知られている。これを急冷処理することにより、高温での固溶状態を室温で準安定に実現することができることが報告されている。また、この準安定固溶相Li_<0.6>FePO_4は暗緑色に呈色し、電子状態が変化していることが示唆されている。この呈色現象に着目し、室温での熱力学的安定相である相分離状態のLi_xFePO_4に対する拡散反射スペクトルにより、呈色現象の粒子サイズ依存性を追跡したところ、微粒子化により緑色域に極小値を有する可視光領域の吸収がより顕著となり、微粒子化に伴う固溶領域の拡大を支持する結果となった。この呈色現象は、Fe^<2+>-Fe<3+>の固溶に伴うバンドギャップ内の準位形成とこれに関わる励起現象によると考えられることから、呈色現象が粒子サイズに依存する相図の変化への新たな指標となる可能性が示唆された。

  • 研究成果

    (18件)

すべて 2010 2009

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (8件) 図書 (8件)

  • [雑誌論文] Moisture driven aging mechanism of LiFePO_4 subjected to air exposure2010

    • 著者名/発表者名
      M.Cuisunier, A.Yamada, 他4名
    • 雑誌名

      Electrochem.Commun. 12

      ページ: 238-241

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tailoring the electrochemical properties of composite electrodes by introducing surface redox-active oxide film : VO_x-impregnated LiFePO_4 electrode2010

    • 著者名/発表者名
      K.S.Park, A.Yamada, 他3名
    • 雑誌名

      Chem : Commun. 46

      ページ: 2572-2574

    • 査読あり
  • [学会発表] リチウム遷移金属酸素酸塩の電極機能とその機構2010

    • 著者名/発表者名
      山田淳夫
    • 学会等名
      第5回固体イオニクスセミナー
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2010-03-04
  • [学会発表] Polymorphism and Disorder in Li_2MSiO_4(M=Mn, Fe)2010

    • 著者名/発表者名
      山田淳夫, et al.
    • 学会等名
      The 10th KOREA-JAPAN Meeting on Neutron Science
    • 発表場所
      Sendai, Japan
    • 年月日
      2010-01-15
  • [学会発表] 粒径制御されたLi_xFePO_4における相境界移動現象の解析2009

    • 著者名/発表者名
      夏井竜一、山田淳夫, 他2名
    • 学会等名
      第50回電池討論会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      2009-12-01
  • [学会発表] Li_2MXO_4の電気化学特性2009

    • 著者名/発表者名
      原田優、山田淳夫, 他2名
    • 学会等名
      第50回電池討論会
    • 発表場所
      京都国際会館
    • 年月日
      2009-12-01
  • [学会発表] Polymorphism and Disorder in Li_2MSiO_4(M=Mn, Fe)2009

    • 著者名/発表者名
      山田淳夫, et al.
    • 学会等名
      216^<th> MTG of the Electrochemical Society
    • 発表場所
      Wien, Austria
    • 年月日
      2009-10-06
  • [学会発表] Polymorphism and Disorder in Li_2MSiO_4(M=Mn, Fe)2009

    • 著者名/発表者名
      山田淳夫, et al.
    • 学会等名
      Lithium Battery Discussion
    • 発表場所
      Archashon, France
    • 年月日
      2009-09-22
  • [学会発表] 大型リチウム電池実現にむけた材料開発2009

    • 著者名/発表者名
      山田淳夫
    • 学会等名
      化学工学会第41回秋季大会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2009-09-16
  • [学会発表] 次世代大型リチウム電池に向けた正極材料開発と反応機構解析2009

    • 著者名/発表者名
      山田淳夫
    • 学会等名
      日本化学会第90回春季年会ATPセッション
    • 発表場所
      近畿大学
    • 年月日
      2009-03-29
  • [図書] 電池ハンドブック:オリビン型LiFePO_4正極2010

    • 著者名/発表者名
      山田淳夫
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      オーム社
  • [図書] 電池ハンドブック:LiFePO_4類縁化合物正極2010

    • 著者名/発表者名
      山田淳夫
    • 総ページ数
      6
    • 出版者
      オーム社
  • [図書] 電池ハンドブック:回折法2010

    • 著者名/発表者名
      山田淳夫
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      オーム社
  • [図書] 元素戦略を推進するセラミックス材料技術;リチウムイオン電池の大型用途展開に向けた元素戦略2009

    • 著者名/発表者名
      山田淳夫
    • 総ページ数
      5
    • 出版者
      セラミックス
  • [図書] Li_xFePO_4におけるリチウムイオンの拡散経路2009

    • 著者名/発表者名
      山田淳夫
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      日本結晶学会誌
  • [図書] 電気自動車用リチウムイオン電池の性能向上につながるイオンの動きを解明2009

    • 著者名/発表者名
      山田淳夫
    • 総ページ数
      2
    • 出版者
      高圧ガス
  • [図書] 新しいオキソ酸塩正極材料の構造と電極特性2009

    • 著者名/発表者名
      山田淳夫
    • 総ページ数
      7
    • 出版者
      電池技術
  • [図書] 触媒年鑑:リチウムイオン電池正極内でのイオンの動きの視覚化2009

    • 著者名/発表者名
      山田淳夫
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      触媒学会

URL: 

公開日: 2011-06-16   更新日: 2013-05-07  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi