リチウムイオン二次電池電極材料の緩和解析

2016 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 26289376
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: エネルギー学
• 研究機関: 香川高等専門学校
• 研究代表者: 八尾 健 香川高等専門学校, その他部局等, 校長 (50115953)
• 研究分担者: 高井 茂臣 京都大学, エネルギー科学研究科, 准教授 (10260655) ; 薮塚 武史 京都大学, エネルギー科学研究科, 助教 (20574015) ; 岡野 寛 香川高等専門学校, 一般教育科, 教授 (60342565) ; 遠藤 友樹 香川高等専門学校, 一般教育科, 准教授 (60448024) ; 相馬 岳 香川高等専門学校, 機械電子工学科, 准教授 (60508266) ; 山本 雅史 香川高等専門学校, 電気情報工学科, 助教 (60733821)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• キーワード: 緩和解析 / リチウムイオン二次電池 / 電極材料 / 結晶構造 / X線回折 / リートベルト解析 / 拡散 / 平衡状態

研究成果の概要

リチウムイオン二次電池電極材料からグラファイト、LiNiO2、LiNi0.5Mn1.5O4およびメカノケミカル処理を施したLiMn2O4を取り上げ、電気化学的にリチウムを挿入あるいは脱離した後の経時変化をX線リートベルト解析により調べた。速度論的に有利な充放電時の構造から熱力学的平衡状態へと至る構造緩和を明らかにし、サイクル特性などの電池性能について議論した。
またγ-Fe2O3については、これまでのX線回折に加え、XAFS、磁化率測定、およびNMRにより緩和挙動を包括的に調べ、充放電および緩和挙動の詳細を明らかにした。緩和解析が、充放電機構や電極性能の評価に、極めて有効であった。

自由記述の分野

材料電気化学