遷移金属酸化物微粒子の局所構造制御とイオン機能の発現に関する研究

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21560699
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 無機材料・物性
• 研究機関: 徳島大学
• 研究代表者: 中村 浩一 徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 講師 (20284317)
• 研究分担者: 森賀 俊広 徳島大学, 大学院・ソシオテクノサイエンス研究部, 教授 (90239640)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: リチウムイオン拡散 / イオン伝導体 / リチウムイオン2次電池 / 電極材料 / 固体イオニクス

研究概要

メカニカルミリング処理により微細化された圧電性酸化物,オリビン系リン酸リチウム,リチウム遷移金属酸化物の微粒子において,結晶構造中に導入された乱れにより局所構造の変化とそれにともなうLi^+イオン拡散挙動の変化が観測された。ミリング処理により導入された格子の乱れはLiCoO_2, LiMn_2O_4などにおけるイオン拡散に対して不利に作用するが, Liを含む一部の圧電性酸化物中で顕著なイオン拡散を誘起することが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Milling effects on local structure and electrical conduction in lithium manganese oxides (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nakamura, K. Shimokita, Y. Sakamoto, Y. Michihiro, T. Moriga
  • 雑誌名: Proceedings of the 13th Asian Conference on Solid State Ionics 巻: (in press)
• [雑誌論文] Power law behaviors of electrical conductivities in lithium manganese oxides (2012)
  • 著者名/発表者名: K. Nakamura, Y. Michihiro, T. Moriga
  • 雑誌名: Solid State Ionics
  • DOI: DOI:10.1016/j.ssi.2011.11.021
  • 査読あり
• [雑誌論文] Changes in the local structure and Li^+ ion dynamics in lithium manganese oxides prepared by mechanical milling (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Nakamura, H. Hirano, Y. Michihiro, and T. Moriga
  • 雑誌名: Solid State Ionics 巻: 181 ページ: 1359
  • DOI: DOI:10.1016/j.ssi.2010.07.005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Li^+ Ionic Diffusion in LiCuO2 Exposed to Heating-Cooling Cycles (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Nakamura, K. Shimokita, H. Hirano, Y. Michihiro, T. Moriga, and K. Yamada
  • 雑誌名: Journal of Physical Society of Japan, Supplement A 巻: Vol.79 ページ: 80-83
  • DOI: DOI:10.1143/JPSJS.79SA.80
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of Milling Process on Local Structure and Lithium Ion Dynamics in Lithium Tantalate and Lithium Niobate
  • 著者名/発表者名: K. Nakamura, A. Ueki, Y. Michihiro, and T. Moriga
  • 雑誌名: ECS Degital Library MA2010-03 Abstract 439
  • URL: http://www.ecsdl.org/getpdf/servlet/GetPDFServlet?filetype=pdf & id=MAECES001003000001000439000001 & idtype=cvips
• [学会発表] リチウム遷移金属酸化物のLi^+イオン拡散挙動におけるミリング効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中村浩一, 道廣嘉隆, 森賀俊広
  • 学会等名: 日本物理学会第67回年次大会
  • 発表場所: 関西学院大学(兵庫県)
  • 年月日: 2012-03-24
• [学会発表] Al, GaをドープしたLiMn_2O_4のミリング処理による構造と電気化学的挙動の変化 (2011)
  • 著者名/発表者名: 坂本洋一, 中村浩一, 道廣嘉隆, 森賀俊広
  • 学会等名: 第37回固体イオニクス討論会
  • 発表場所: 白兎会館(鳥取県)
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] ニオブ系酸化物の構造と電導特性におけるミリング効 (2011)
  • 著者名/発表者名: 植木晶夫, 中村浩一, 道廣嘉隆, 森賀俊広
  • 学会等名: 第37回固体イオニクス討論会
  • 発表場所: 白兎会館(鳥取県)
  • 年月日: 2011-12-09
• [学会発表] LiドープされたAgNbO_3における不安定LiサイトとLi^+イオン運動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村浩一, 塩澤壮由, 道廣嘉隆, 和田智志
  • 学会等名: 日本物理学会2011年秋季大会
  • 発表場所: 富山大学(富山県)
  • 年月日: 2011-09-22
• [学会発表] Power law behaviors of electrical conductivities in lithium manganese oxides (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Nakamura, Y. Michihiro, T. Moriga
  • 学会等名: 18th International conference on Solid State Ionics
  • 発表場所: Warsaw Marriott Hotel, Warsaw, Poland
  • 年月日: 2011-07-07
• [学会発表] Li-Mn系酸化物の電気伝導における非デバイ的振る舞い (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村浩一, 下北晃輔, 坂本洋一, 三橋信也, 道廣嘉隆, 森賀俊広
  • 学会等名: 第15回超イオン導電体物性研究会・第56回固体イオニクス研究会
  • 発表場所: かんぽの宿・奈良(奈良県)
  • 年月日: 2011-05-21
• [学会発表] Li系酸化物圧電体における構造変化とLi^+イオン拡散挙動 (2011)
  • 著者名/発表者名: 中村浩一, 植木晶夫, 道廣嘉隆, 森賀俊広
  • 学会等名: 日本物理学会第66回年次大会
  • 発表場所: 新潟大学(新潟県)
  • 年月日: 2011-03-28
• [学会発表] メカニカルミリング法によるLiMn_1. 95Al_0. 05O_4のLi^+イオン拡散変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 下北晃輔, 中村浩一, 道廣嘉隆, 森賀俊広
  • 学会等名: 第36回固体イオニクス討論会
  • 発表場所: JR仙台駅前AER(宮城県)
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] Li系圧電性酸化物の局所構造とリチウムイオン拡散におけるミリング効果 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村浩一, 植木晶夫, 道廣嘉隆, 森賀俊広
  • 学会等名: 第36回固体イオニクス討論会
  • 発表場所: JR仙台駅前AER(宮城県)
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] Li-Mn系酸化物における構造とLi^+イオン拡散挙動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村浩一, 下北晃輔, 中原全基, 道廣嘉隆, 森賀俊広
  • 学会等名: 日本物理学会2010年秋季大会
  • 発表場所: 大阪府立大学(大阪府)
  • 年月日: 2010-09-25
• [学会発表] Non-Debye like behavior in electrical conductivities in lithium manganese oxides (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Nakamura, K. Shimokita, Y. Sakamoto, H. Hirano, Y. Michihiro, and T. Moriga
  • 学会等名: 21st IUPAC International Conference on Chemical Thermodynamics
  • 発表場所: Tsukuba, Japan
  • 年月日: 2010-08-02
• [学会発表] Effect of Milling Process on Local Structure and Lithium Ion Dynamics in Lithium Tantalate and Lithium Niobate (2010)
  • 著者名/発表者名: K. Nakamura, A. Ueki, Y. Michihiro, and T. Moriga
  • 学会等名: The 15th International Meeting on Lithium Batteries
  • 発表場所: Fairmont The Queen Elizabeth hotel, Montreal, Canada
  • 年月日: 2010-06-29
• [学会発表] リチウムイオン導電体における局所構造変化とイオン拡散挙動 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村浩一, 植木晶夫, 下北晃輔, 中原全基, 道廣嘉隆, 森賀俊広
  • 学会等名: 第54回固体イオニクス研究会・第14回超イオン導電体物性研究会
  • 発表場所: 徳島大学(徳島県)
  • 年月日: 2010-05-27
• [学会発表] リチウム化合物の微粒子化にともなうイオン拡散挙動の変化 (2010)
  • 著者名/発表者名: 中村浩一, 大浦耕二朗, 道廣嘉隆, 森賀俊広
  • 学会等名: 第5回固体イオニクスセミナー
  • 発表場所: モンタナリゾート岩沼(宮城県)
  • 年月日: 2010-03-05
• [学会発表] オリビン型LiM(M=Mn, Co, Ni) PO4のメカニカルミリング法による構造変化とLiイオン拡散 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中原全基, 中村浩一, 道廣嘉隆, 森賀俊広
  • 学会等名: 第35回固体イオニクス討論会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪府)
  • 年月日: 2009-12-06
• [学会発表] 圧電性酸化物における局所構造変化とリチウムイオン拡散 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村浩一, 大浦耕二朗, 道廣嘉隆, 森賀俊広, 和田智志
  • 学会等名: 第35回固体イオニクス討論会
  • 発表場所: 大阪国際会議場(大阪府)
  • 年月日: 2009-12-06
• [学会発表] Li^+ ionic diffusion in LiCuO_2 exposed to heating-cooling cycles (2009)
  • 著者名/発表者名: K. Nakamura, K. Shimokita, H. Hirano, Y. Michihiro, T. Moriga, and K. Yamada
  • 学会等名: The 3rd International Conference on Physics of Solid State Ionics
  • 発表場所: Kumamoto Univ., Kumamoto, Japan
  • 年月日: 2009-10-25
• [学会発表] リチウム系圧電物質の結晶構造とイオン拡散挙動におけるミリング効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村浩一, 波床明洋, 道廣嘉隆
  • 学会等名: 日本物理学会2009年秋季大会
  • 発表場所: 熊本大学(熊本県)
  • 年月日: 2009-09-26
• [学会発表] LiMO3(M=Nb, Ta)のLiイオン拡散挙動におけるミリング効果 (2009)
  • 著者名/発表者名: 中村浩一, 波床明洋, 道廣嘉隆
  • 学会等名: 2009年度物理学会中国支部・四国支部支部学術講演会
  • 発表場所: 広島大学(広島県)
  • 年月日: 2009-08-01