リチウムイオン二次電池における酸化反応に伴うリチウム同位体効果

2013 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 23561015
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 上智大学
• 研究代表者: 大井 隆夫 上智大学, 理工学部, 教授 (90168849)
• 研究期間 (年度): 2011 – 2013
• キーワード: リチウム同位体効果 / リチウムイオン二次電池 / コバルト酸リチウム / マンガン酸リチウム / 周期境界条件法 / 換算分配関数比

研究概要

LiCoO2から電解質へのLi放出におけるLi同位体効果が電解質の種類に依存することがわかった。すなわち，電解質がLi+を含む場合7Liが選択的に電解質に移動し，電解質がLi+を含まない場合はほとんど同位体効果が観測されなかった。これは，前者の場合，同位体交換平衡反応に基づく同位体効果が起こるのに対し，後者では，単純な拡散が起こるためと考えられた。
LiMn2O4の場合は，6Liが選択的に電解質に移動した。LiCoO2とLiMn2O4における同位体効果の逆転現象は，両者の結晶構造の違いに由来すると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] Lithium isotope effects upon electrochemical release from lithium cobalt oxide to non-lithium electrolyte solution (2014)
  • 著者名/発表者名: Yuta Takami, Satoshi Yanase, Takao Oi
  • 雑誌名: Z. Naturforsch. A 巻: 69a ページ: 97–103
  • DOI: 10.5560/ZNA.2013-0080
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of lithium isotope effects accompanying electrochemical release from lithium cobalt oxide (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuta Takami, Satoshi Yanase, Takao Oi
  • 雑誌名: Z. Naturforsch. A 巻: 68a ページ: 73-78
  • DOI: 10.5560/ZNA.2012-0122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lithium isotope effects upon electrochemical release from lithium manganese oxide
  • 著者名/発表者名: Koji Okano, Yuta Takami, Satoshi Yanase, Takao Oi
  • 雑誌名: Prog. Nucl. Energy 巻: (投稿中)
• [学会発表] リチウムイオン二次電池正極材における電気化学的酸化に伴うリチウム同位体効果 (2014)
  • 著者名/発表者名: 岡野耕史, 高見勇太, 柳瀬聡, 大井隆夫
  • 学会等名: 同位体科学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-02-28
• [学会発表] Lithium isotope effects upon electrochemical release from lithium manganese oxide (2013)
  • 著者名/発表者名: Koji OKANO, Yuta TAKAMI, Satoshi YANASE, Takao OI
  • 学会等名: The Fourth International Symposium on Innovative Nuclear Energy Systems
  • 発表場所: Tokyo
  • 年月日: 2013-11-08
• [学会発表] 量子化学計算によるリチウムイオン二次電池の正極におけるリチウム同位体効果の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 森本宏昭, 南部伸孝, 柳瀬聡, 大井隆夫
  • 学会等名: 同位体科学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-03-14
• [学会発表] マンガン酸リチウム正極における電気化学的リチウム放出に伴う同位体効果 (2013)
  • 著者名/発表者名: 岡野耕史, 高見勇太, 柳瀬聡, 野村雅夫, 大井隆夫
  • 学会等名: 同位体科学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2013-03-14
• [学会発表] リチウムイオン二次電池用正極材における電気化学的酸化に伴うリチウム同位体効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 高見勇太, 柳瀬聡, 大井隆夫
  • 学会等名: 同位体科学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] 密度汎関数法によるリチウムイオン二次電池の負極におけるリチウム同位体効果の計算化学的研究 (2012)
  • 著者名/発表者名: 佐藤邦彦, 柳瀬聡, 大井隆夫
  • 学会等名: 同位体科学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] イオン液体を電解液に利用した電気化学的還元反応に伴うリチウム同位体効果 (2012)
  • 著者名/発表者名: 廣瀬義大, 髙見勇太, 柳瀬聡, 大井隆夫
  • 学会等名: 同位体科学会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] コバルト酸リチウムからの電気化学的放出におけるリチウム同位体効果 (2011)
  • 著者名/発表者名: 高見勇太, 柳瀬聡, 大井隆夫
  • 学会等名: 日本原子力学会
  • 発表場所: 北九州
  • 年月日: 2011-09-19