| 研究課題/領域番号 |
19360438
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
八尾 健 京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (50115953)
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| 研究分担者 |
日比野 光宏 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (20270910)
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| キーワード | ハイパワー電池 / リチウムイオン電池 / 高イオン伝導 / 複合材料 / コバルトバナジウム酸化物 / グラファイト層間化合物 / 燃料電池 / バリウムインジウム酸化物 |
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| 研究概要 |
本年度は以下内容を実施し成果を得た。
1.サブナノイオン伝導チャンネル系物質の合成と構造解析及び物性評価
結晶構造にサブナノイオンチャンネルの一次元トンネルを有するCoV308について、リチウムインターカレーション特性を調べた。一次元トンネルへのインターカレーションとみられる組成-電位の関係のみならず、リチウム挿入により1サイクル目は不可逆ではあるが、2サイクル目以降可逆な電気化学反応が起こる場合について、組成と構造を詳細に調べた。また天然グラファイトを用いて二次元性の高い結晶のグラファイト層間化合物(GIC)を電気化学的に作製し、リチウム挿入量を制御しながらインターカレーション過程及びデインターカレーション過程における構造の変化をリートベルト法により詳細に調べた。
2.ナノーメソイオン伝導チャンネル系物質の合成及び構造評価
リチウムインターカレーション反応のためにリチウムが電極中を通して供給される様子を調べるため、酸化鉄と炭素材料との複合体を作製し、種々の電気化学測定を行った。インピーダンス解析の結果、電荷移動抵抗は、活物質量に対する通常の依存性とは異なり、酸化鉄含有比とともに増大することがわかった。これは、集電体からの電子供給あるいは電解液からのリチウム供給が複合体電極の構造、すなわちメソレベルの構造に関連していると考えられ、結晶構造を反映したリチウムイオン伝導チャンネルと複合体電極におけるリチウムイオン供給チャンネルとの結合による電気化学反応という点から興味深い。また、複合チャンネルによる高速イオン伝導という考え方は燃料電池電極にも適用できることから、電極材料となる種々のバリウムインジウム系酸化物を作成し、また一室式燃料電池を作製して電解質、電極材料、気相の三相界面での反応のインピーダンス解析を行い、電極反応について詳細に調べた。
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