| 研究課題/領域番号 |
21K05241
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
岩間 悦郎 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90726423)
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| 研究分担者 |
直井 勝彦 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 理事 (70192664)
沖田 尚久 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70846625)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | イオン配列制御 / 高速充放電 / エネルギー高効率 |
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| 研究実績の概要 |
R3年度は、まず負極材料Li3VO4(β-LVO または cation-ordered LVO)に対しメカノケミカル手法(遊星ボールミル)により結晶内に存在するカチオン配列(Li+/V5+配列)全てを乱雑化したcation-disordered LVOに対し、X線散乱測定からPair Distribution Function (PDF)解析を行い、結晶中V5+配列の中長距離における変化を追跡した。解析結果から、遊星ボールミル処理時間 12h後時点で、12オングストローム程度以降の配列が乱雑化し、24h後、36h後になると、これが7オングストローム程度まで縮まることが確認された。以上の解析結果、遊星ボールミルによって破砕されたcation-ordered LVOの平均化した配列構造として、cation-disordered LVOのXRD回折パターンが得られていることが分かり、またcation-disorder化を遊星ボールミルの処理時間によって制御可能であることが示唆された。一方、異種元素置換型のLVOでは、過去に行われてきたSi置換型LVO(Li3.2V0.8Si0.2O4, LVSiO)の他の元素 : P等の置換化にも成功し、同様に反応形態が置換前のLVO(β-LVO または cation-ordered LVO)から変化し、充放電の高速化・電位ヒステリシスの減少が得られることが確認された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の計画通り、線散乱測定からPair Distribution Function (PDF)解析を行い、結晶中V5+配列の中長距離における変化の解析が進み、遊星ボールミル処理による構造変化を明らかにすることができた。また、Si以外の異種元素置換型LVOの合成にも成功している。
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| 今後の研究の推進方策 |
本年度の解析結果を元に、遊星ボールミル以外のcation-disorder化処理手法の開発を進める。また、異種元素置換LVOにおける各種元素の置換効果を検証し、置換効果の反応メカニズム変化の要因を明らかにする。
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