| 研究実績の概要 |
平成26年度の研究目的は，(1)NaMO2 (M=Co, Cr)薄膜をPLD法によって作成し、レート特性、拡散係数および電荷移動抵抗を決定すること、特にP2型とO3型の違いによる諸特性の変化を構造物性の観点から議論すること、(2)新規な固溶体材料を作成し、その場XRDおよびその場XAS計測を行って結晶構造と電子状態のx依存性を調べることでした。
本年度の成果は以下の3つです。(1)P2型NaxCoO2およびP2型NaxMnO2の拡散係数のx依存性をインピーダンス法により測定し、NaxMnO2の拡散係数がNaxCoO2のそれよりも約5倍大きいことを発見しました。これはNa＋イオンを内包するc軸方向のMnO2層間がCoO2層間よりも広く、拡散の活性化エネルギーが下がるためとわかりました。(2)層状岩塩型酸化物NaMO2(M=Ti,V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni)の電池起電圧をイオンモデルによって説明することに成功しました。特にM=Mn-Niでは充電時に酸素イオンから電子を引き抜かれるため、電圧が遷移金属（M）に依存しないことがわかりました。本モデルは、第一原理計算や大規模シミュレーションを必要としない簡単な計算で電位を予測できます。(3)P2型NaxCoO2, およびO3型NaxCoO2薄膜の作り分けを行い、拡散係数(D)およびその活性化エネルギー(Ea)を求めました。O3構造ではNa+イオンの拡散経路が狭いにもかかわらずD及びEaはP2型より大きなことがわかりました。これはO3構造においてNa+が拡散する際に欠損した2つのナトリウムサイトが存在すると拡散経路が広がるだめであることがわかりました。
|
