| 研究課題/領域番号 |
23245042
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
山田 淳夫 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (30359690)
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| 研究分担者 |
西村 真一 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 研究員 (00549264)
山田 裕貴 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30598488)
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| 研究期間 (年度) |
2011-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | ２相分離反応 / リチウム電池 / ナトリウム電池 / 正極 / インターカレーション |
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| 研究実績の概要 |
二相共存系電極材料の平衡論的特性及び速度論的特性に対する理解を深めるため、LiFePO4, LiRh2O4およびNa3V2(PO4)3を対象として実験を行い、二相共存系電極材料の電極特性に関する横断的な知見を構築することを目指した。
異なる複数の温度条件において、電位ステップに対する電流応答をStatistical modelを用いて良好にフィッティングすることができ、充電状態の異なる粒子が混在していると仮定するStatistical modelが二相共存系電極材料の反応を良好に再現できることが示唆された。また、フィッティングにより抽出された反応速度定数についてアレニウスプロットを行い、LiRh2PO4およびNa3V2(PO4)3の相転移反応の活性化エネルギーを得た。充電時・放電時の活性化エネルギーが良好に一致したことから、これらの二相共存系電極材料において充電・放電は可逆的に行われていることが示唆された。Na3V2(PO4)3の活性化エネルギー (充電時35.4 kJ/mol, 放電時37.7 kJ/mol) は、LiFePO4 (充電時40 kJ/mol, 放電時42 kJ/mol) より小さく、LiRh2O4 (充電時21.2 kJ, 放電時20.8 kJ) より大きい値となった。相境界における弾性エネルギーが小さいほど活性化エネルギーが小さくなることから、LiRh2PO4のように2相間での格子パラメータの差異が小さい系であるほど二相共存系電極材料の充放電反応が速度論的に有利であることが示唆された。
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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
計画通り、材料横断的な実験研究により、影響因子に関する体系的整理が進んでおり、概ね順調であると考える。
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| 今後の研究の推進方策 |
現状、順調に進展しているため、申請書通りに研究を推進する。
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