| 研究課題/領域番号 |
25420762
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| 研究機関 | 名城大学 |
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研究代表者 |
土屋 文 名城大学, 理工学部, 准教授 (90302215)
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| 研究分担者 |
森田 健治 公益財団法人名古屋産業科学研究所, その他部局等, 研究員 (10023144)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | リチウムコバルト酸化物 / 全固体リチウムイオン二次電池 / リチウムイオン伝導 / 反跳粒子検出法 / その場測定 / 水素吸収 |
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| 研究実績の概要 |
前年度に作製したAu/LiCoO2/LATP/Ptの全固体リチウムイオン二次電池試料を1x10-7 Torr以下の真空装置内で、1～5 Aの各電流値において1分間の電流を流した後、9 MeVのO4+イオンプローブビームによるERD法を用いて、試料の片面(Au/LiCoO2/LATP)中に存在するHおよびLiの濃度分布の変化をその場で測定した。約0.76～8.40 mC/cm2の電流密度に対して、Au/LiCoO2界面側のLiCoO2中のLi濃度(x in LixCoO2)が約x=0.85～0.63まで減少することが判明した。この時に生じた電圧は約1.65～6.23 Vであった。これらの結果は、Li+イオンが電流を流すことでLiCoO2薄膜からLATP固体電解質側へ移動したことを示す。また、LiCoO2/LATP界面付近のLATP中のLi濃度も同様にLiCoO2薄膜中のLi濃度の減少に伴い減少することがわかった。LATP中のLi濃度の勾配は約25 nm程度であることから、LiCoO2/LATP界面に形成された空間電荷層の厚みは約25 nm程度であり、LiCoO2薄膜の厚さに大きく依存すると考えられる。さらに、試料内のH濃度が徐々に増加することもわかった。これは、真空からのH2Oの吸収あるいはバルク内からのHの偏析が、O4+イオンビームによる照射効果やLi+イオン伝導によって促進されたと考えられる。また、Li+イオン移動による初期の電流値は約0.76 mC/cm2の導入電流値の約3倍高い値であるが、導入電流値の増加とともに徐々に減少し、約8.40 mC/cm2の導入電流値においてはほぼ一致することがわかった。作製時およびイオン照射により吸収されたLiCoO2/LATP試料中のHは、Li+イオン伝導の初期において大きな影響を与えることが考えられる。
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