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2012 年度 研究成果報告書

リチウムイオン電池材料の表面・界面の電子・原子レベル解析

研究課題

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研究課題/領域番号 22360279
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機材料・物性
研究機関独立行政法人産業技術総合研究所

研究代表者

香山 正憲  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 首席研究員 (60344157)

研究分担者 前田 泰  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 主任研究員 (30357983)
吉川 純  大阪大学, 基礎工学研究科, 助教 (20435754)
橘田 晃宜  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 研究員 (90586546)
連携研究者 田中 孝治  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 主任研究員 (40357439)
秋田 知樹  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 主任研究員 (80356344)
田中 真悟  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 主任研究員 (50357448)
研究期間 (年度) 2010 – 2012
キーワード表面・界面物性 / 電子顕微鏡 / 走査プローブ顕微鏡 / 第一原理計算 / リチウムイオン電池
研究概要

リチウムイオン電池の高性能負極材料として期待されるチタン酸リチウム(Li_4Ti_5O_<12>)について、電子顕微鏡観察、走査プローブ顕微鏡観察、第一原理計算を組み合せて適用することで、第一に、結晶表面の原子配列や組成の詳細、第二に、Li の出入りに伴うバルクや表面、電解質/電極界面の原子・電子構造変化やポテンシャル変化、第三に、電極二次粒子での Li の吸収反応の伝播の様子を詳細に解明し、リチウムイオン電池の電極材料の表面・界面の学理の構築に貢献した。

  • 研究成果

    (41件)

すべて 2013 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (31件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Characterization of Two Phase Distribution in Electrochemically-Lithiated Spinel LLi_4Ti_5O_<12> Secondary Particles by Electron Energy-Loss Spectroscopy2013

    • 著者名/発表者名
      M.Kitta, T.Akita, S.Tanaka, M.Kohyama
    • 雑誌名

      JOURNAL OF POWER SOURCES

      巻: 237 ページ: 26-32

    • DOI

      DOI:10.1016/j.jpowsour.2013.03.022

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of a Spinel LiMn2O4Single Crystal Film from a MnO Wafer2013

    • 著者名/発表者名
      M.Kitta, T.Akita, M.Kohyama
    • 雑誌名

      JOURNAL OF POWER SOURCES

      巻: 237 ページ: 7-11

    • DOI

      DOI:10.1016/j.jpowsour.2012.12.096

    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-Principles Calculations of O-K ELNES/XANES of Lithium Titanate2012

    • 著者名/発表者名
      S.Tanaka, M.Kitta, T.Tamura, T.Akita, Y.Maeda, M.Kohyama
    • 雑誌名

      JOURNAL OF PHYSICS D-APPLIED PHYSICS

      巻: 45 ページ: 494004-1-494004-4

    • DOI

      DOI:10.1088/0022-3727/45/49/494004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 第一原理計算によるリチウム電池材料の解析2012

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 雑誌名

      日刊工業新聞 科学技術・大学

      ページ: 20

  • [雑誌論文] リチウムイオン電池電極材料の表面科学2012

    • 著者名/発表者名
      橘田晃宜
    • 雑誌名

      日刊工業新聞 科学技術・大学

      ページ: 25

  • [雑誌論文] Study of Surface Reaction of Spinel Li_4Ti_5O_<12> during the First Lithium Insertion and Extraction Processes by using Atomic Force Microscopy and Analytical Transmission Electron Microscopy2012

    • 著者名/発表者名
      M.Kitta, T.Akita, Y.Maeda, M.Kohyama
    • 雑誌名

      LANGMUIR

      巻: 28 ページ: 12384-12392

    • DOI

      DOI:10.1021/la301946h

    • 査読あり
  • [雑誌論文] First-Principles Calculations of Li-Titanate Surfaces2012

    • 著者名/発表者名
      S.Tanaka, M.Kitta, T.Akita, Y.Maeda, T.Tamura, M.Kohyama
    • 雑誌名

      AMTC Letters

      巻: 3 ページ: 50-51

    • 査読あり
  • [雑誌論文] EELS Characterization of Li-inserted Spinel Lithium Titanate Li_4Ti_5O_<12>2012

    • 著者名/発表者名
      M.Kitta, T.Akita, S.Tanaka, M.Kohyama
    • 雑誌名

      AMTC Letters

      巻: 3 ページ: 138-139

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Preparation of a Spinel Li_4Ti_5O_<12> (111) Surface from a Rutile TiO2Single Crystal2012

    • 著者名/発表者名
      M.Kitta, T.Akita, Y.Maeda, M.Kohyama
    • 雑誌名

      APPLIED SURFACE SCIENCE

      巻: 258 ページ: 3147-3151

    • DOI

      DOI:10.1016/j.apsusc.2011.11.052

    • 査読あり
  • [学会発表] MnO 単結晶基板からのLiMn_2O_4 結晶膜の作製2013

    • 著者名/発表者名
      橘田晃宜
    • 学会等名
      応用物理学会学術講演
    • 発表場所
      神奈川工科大学(神奈川県)
    • 年月日
      2013-03-28
  • [学会発表] チタン酸リチウム二相界面の ELNES/XANES の第一原理計算2013

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 学会等名
      金属学会 2013 年度春期大会
    • 発表場所
      東京理科大学(東京都)
    • 年月日
      2013-03-28
  • [学会発表] 第一原理計算によるチタン酸リチウムの吸蔵/脱離二相界面の原子・電子構造2013

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 学会等名
      日本物理学会第68回年次大会
    • 発表場所
      広島大学(広島県)
    • 年月日
      2013-03-27
  • [学会発表] 第一原理計算によるELNES/XANES の解析2013

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 学会等名
      表面科学会・関西支部セミナー
    • 発表場所
      産総研関西センター(大阪府)
    • 年月日
      2013-02-19
  • [学会発表] First-principles calculations of Li_4+xTi_5O_<12>surfaces and Li_4Ti_5O_<12>/Li_7Ti_5O_<12>interfaces for Li battery electrode2012

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 学会等名
      MRS 2012 Fall Meeting
    • 発表場所
      Boston, (USA)
    • 年月日
      2012-11-29
  • [学会発表] ナノ材料の粒界・表面・界面に関する計算科学と構造解析の連携・その応用2012

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 学会等名
      第26 期CAMMフォーラム 本例会
    • 発表場所
      表参道「アイビーホール」(東京都)
    • 年月日
      2012-11-19
  • [学会発表] チタン酸リチウム Li_4Ti_5O_<12>充放電機構の STEM-EELS 観察2012

    • 著者名/発表者名
      橘田晃宜
    • 学会等名
      電池討論会
    • 発表場所
      ヒルトン福岡シーホーク(福岡県)
    • 年月日
      2012-11-15
  • [学会発表] Electron Energy Loss Structures in the Oxygen K-edge Spectra of Li-inserted Li_4Ti_5O_<12>2012

    • 著者名/発表者名
      橘田 晃宜
    • 学会等名
      PRiME 2012
    • 発表場所
      Honolulu (Hawaii)
    • 年月日
      2012-10-10
  • [学会発表] Stoichiometry of (111) Surfaces of LiTi_2O_4and Li_4Ti_5O_<12>2012

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 学会等名
      IUMRS-ICEM 2012
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県)
    • 年月日
      2012-09-24
  • [学会発表] 第一原理計算によるチタン酸リチウム表面の 原子・電子構造2012

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 学会等名
      日本物理学会 2012 年秋季大会
    • 発表場所
      横浜国立大学(神奈川県)
    • 年月日
      2012-09-19
  • [学会発表] 第一原理計算によるチタン酸リチウム(111)表面の原子・電子構造2012

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 学会等名
      日本金属学会 2012 年秋期大会
    • 発表場所
      愛媛大学(愛媛県)
    • 年月日
      2012-09-18
  • [学会発表] EELS スペクトラムイメージング法によるチタン酸リチウム充放電反応機構の可視化2012

    • 著者名/発表者名
      橘田晃宜
    • 学会等名
      応用物理学会
    • 発表場所
      松山大学(愛媛県)
    • 年月日
      2012-09-14
  • [学会発表] 第一原理計算手法を用いたナノ材料界面の機能特性の研究2012

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 学会等名
      平成24 年度 計算材料科学研究拠点(CMRI)第一回シンポジウム
    • 発表場所
      東北大学金属材料研究所(宮城県)
    • 年月日
      2012-06-18
  • [学会発表] 電気化学的に Li 挿入したスピネル型チタン酸リチウムの EELS 分析2012

    • 著者名/発表者名
      橘田晃宜
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第68回 学術講演会
    • 発表場所
      つくば国際会議場(茨城県)
    • 年月日
      2012-05-16
  • [学会発表] EELS Characterization of Li-inserted Spinel Lithium Titanate Li_4Ti_5O_<12>2012

    • 著者名/発表者名
      橘田晃宜
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Advanced Microscopy and Theoretical Calculations (AMTC3)
    • 発表場所
      長良川国際会議場 (岐阜県)
    • 年月日
      2012-05-10
  • [学会発表] Development of a FirstPrinciples Code for Materials Science: Local Energy-Density and Stress- Density Calculations and XANES /ELNES Calculations by the PAW Method2012

    • 著者名/発表者名
      香山正憲
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Advanced Microscopy and Theoretical Calculations (AMTC3)
    • 発表場所
      長良川国際会議場 (岐阜県)(招待講演)
    • 年月日
      2012-05-09
  • [学会発表] First-Principles Calculations of Li-Titanate Surfaces2012

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Advanced Microscopy and Theoretical Calculations (AMTC3)
    • 発表場所
      長良川国際会議場 (岐阜県)
    • 年月日
      2012-05-09
  • [学会発表] First-Principles calculations of Li_4Ti_5O_<12>-Li_7Ti_5O_<12>for Li battery electrode2012

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 学会等名
      MRS 2012 Spring Meeting
    • 発表場所
      San Francisco (USA)
    • 年月日
      2012-04-12
  • [学会発表] ELNES/XANES calculations of Li intercalated and de-intercalated Li oxides by PAW method2011

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 学会等名
      日本 MRS 学術シンポジウム
    • 発表場所
      横浜開港記念会館(神奈川県)
    • 年月日
      2011-12-20
  • [学会発表] First-principles calculations of ELNES/XANES of Lithium Titanat2011

    • 著者名/発表者名
      田中信吾
    • 学会等名
      International Conference on Thin Films
    • 発表場所
      Kyoto Terrsa (Kyoto)
    • 年月日
      2011-11-11
  • [学会発表] Li イオン二次電池電極酸化物の Li 挿入・脱離に関する ELNES/XANESの第一原理計算2011

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 学会等名
      日本金属学会 2011年秋期大会
    • 発表場所
      カルチャーリゾートフェストーネ(沖縄県)
    • 年月日
      2011-11-08
  • [学会発表] 初回充電におけるLi_4Ti_5O_<12>(111) 表面構造変化の AFM 観察2011

    • 著者名/発表者名
      橘田晃宜
    • 学会等名
      日本金属学会 2011 年秋期大会
    • 発表場所
      沖縄コンベンションセンター(沖縄県)
    • 年月日
      2011-11-07
  • [学会発表] Li_4Ti_5O_<12>(111) 表面の原子分解能 STM 観察2011

    • 著者名/発表者名
      橘田晃宜
    • 学会等名
      第72回 応用物理学会学術講演会
    • 発表場所
      山形大学小白川キャンパス(山形県)
    • 年月日
      2011-08-30
  • [学会発表] 第一原理 PAW 法を用いた Liイオン電池電極酸化物の ELNES/XANES 計算2011

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 学会等名
      ナノ学会第9回大会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス (北海道)
    • 年月日
      2011-06-03
  • [学会発表] 二酸化チタン単結晶からのス ピネル型チタン酸リチウムLi_4Ti_5O_<12>(111)表面の作成2011

    • 著者名/発表者名
      橘田晃宜
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会 第67回 学術講演会
    • 発表場所
      福岡国際会議場 (福岡県)
    • 年月日
      2011-05-16
  • [学会発表] ELNES/XANES calculations of Li oxides by first-principles PAW method2011

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 学会等名
      MRS 2011 Spring meetings
    • 発表場所
      Moscone West Convention Center San Francisco (USA)
    • 年月日
      2011-04-26
  • [学会発表] 第一原理計算によるチタン酸リチウム化合物の Li 挿入・脱離時の原子・電子構造2011

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 学会等名
      日本物理学会 2012年会
    • 発表場所
      関西学院大学上ヶ原キャンパス(兵庫県)
    • 年月日
      2011-03-25
  • [学会発表] Spectroscopic and Electronic Properties of LiCoO_2 from a First-Principles View Point2011

    • 著者名/発表者名
      R. Belkada
    • 学会等名
      1st International Symposium on Advanced Nanostructured Materials for Clean Energy
    • 発表場所
      AIST Kansai (Osaka)
    • 年月日
      2011-03-08
  • [学会発表] PAW 法汎用ソフト QMAS による ELNES 計算コード開発:手法の概要といくつかの応用例2010

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会関西支部特別企画講演会
    • 発表場所
      産総研関西センター(大阪)
    • 年月日
      2010-12-18
  • [学会発表] 初回充電における Li_4Ti_5O_<12>(111) 表面構造変化の AFM 観察2010

    • 著者名/発表者名
      橘田晃宜
    • 発表場所
      タワーホール船堀(東京都)
    • 年月日
      2010-10-18
  • [学会発表] 第一原理 PAW 法による Li酸化物の原子・電子構造と ELNES/XANES計算2010

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 学会等名
      日本金属学会 2010 年秋期大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      2010-09-27
  • [図書] 第一原理計算の電池研究への応用(第1 編・第6 章)2013

    • 著者名/発表者名
      田中真悟
    • 総ページ数
      104-115
    • 出版者
      NTS

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公開日: 2014-08-29  

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