2002 Fiscal Year Annual Research Report

化学電池材料のマイクロインピーダンス解析とそのモデル化

Research Project

Project/Area Number	13750755
Research Institution	Tohoku University
Principal Investigator	MOHAMEDI Mohamed 東北大学, 大学院・工学研究科, 講師 (60332516)
Keywords	マイクロ電極 / 交流インピーダンス測定 / 水素吸蔵合金 / リチウムイオン2次電池
Research Abstract	当該研究課題のねらいは,電池活物質そのものの電気化学的速度論的評価を電池活物質単一粒子を用いたマイクロ電極法を用いて行うことである.このような電極反応系における統一的な見解を示すために,「電気化学交流インピーダンス測定(EIS)」を用いた研究が有効であることを初年度の研究成果において示すことができている.本年度は,層状化合物,水素吸蔵合金へのプロトンやリチウムの固溶過程をマイクロ電極法による精密な特性評価を行い,その結果を反映したモデル化をさらに厳密に行うことを本年度の目的とした.初期段階において,水素吸蔵合金単一粒子(Mg_2Ni合金,Ni(OH)_2,MmNi_<3.55>CO_<0.75>Mn_<0.4>Al_<0.3>合金)等と電池活物質を混練したコンポジット電極との比較を行い,マイクロ電気化学の妥当性に関する比較を行った.その結果,コンポジット電極を用いた場合より,マイクロ電極法を用いた電気化学的測定は,電気化学反応の詳細を議論することができということが判明したている.リチウムイオン2次電池系では,電池活物質の薄膜化も合わせて行い,正極材料(リチウム酸マンガン),負極材料(黒鉛化カーボン材料)にもマイクロ電極法を展開した.さらに,EISデータの解析を厳密データ回路を用いてフィッテングすることより,得られたデータと理論値の比較を行い,反応抵抗,2重層容量,吸着容量,吸着抵抗等の電極電位依存性を検討した.マイクロ電極法を用いることにより,電極反応におけるより詳細な速度論的統一的見解を示すことができた.

Research Products

(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] M.Mohamedi, T.Sato, T.Itoh, M.Umeda, I.Uchida: "Impedance Characterization of Hydrogen Adsorption-Absorption into an Mg_2Ni Alloy single Particle Electrode"J. New Mat. Electrochem. Systems. 5. 197-202 (2002)
[Publications] H.-S.Kim, T.Itoh, M.Nishizawa, M.Mohamedi, M.Umeda, I.Uchida: "Microvoltammetric Study of Electrochemical Properties of a Single Spherical Nickel Hydroxide Particle"International Journal for Hydrogen Energy. 27. 295-300 (2002)
[Publications] M.Mohamedi, T.Sato, T.Itoh, M.Umeda, I.Uchida: "Cyclic voltammetry and ac-impedance of MmNi_<3.55>Co_<0.75>Mn_<0.4>Al_<0.3> alloy single particle electrode for rechargeable Ni/MH battery"Journal of Electrochemical Society. 148. A983-A987 (2002)
[Publications] M.Mohamedi, D.Takahashi, M.Umeda, I.Uchida: "ESD Fabricated Thin Films of Spinel LiMn_2O_4 for Lithium Microbatteries. I. Effects of Thickness"Journal of the Electrochemical Society. 149. A19-A25 (2002)
[Publications] N.Anzue, T.Itoh, M.Mohamedi, M.Umeda, I.Uchida: "In situ Raman spectroscopic study of thin-film Li_<1-x>Mn_2O_4 electrodes"Solid State Ionics. 48. 301-307 (2003)
[Publications] M.Mohamedi, D.Takahashi, I.Uchida: "Electrochemical Stability of Thin Film LiMn_2O_4 Cathode in Organic Electrolyte Solutions with Different Compositions at 55℃"Electrochimica Acta. 47. 3483-3489 (2002)

2002 Fiscal Year Annual Research Report

化学電池材料のマイクロインピーダンス解析とそのモデル化

Principal Investigator

MOHAMEDI Mohamed 東北大学, 大学院・工学研究科, 講師 (60332516)

Research Products

[Publications] M.Mohamedi, T.Sato, T.Itoh, M.Umeda, I.Uchida: "Impedance Characterization of Hydrogen Adsorption-Absorption into an Mg_2Ni Alloy single Particle Electrode"J. New Mat. Electrochem. Systems. 5. 197-202 (2002)

[Publications] H.-S.Kim, T.Itoh, M.Nishizawa, M.Mohamedi, M.Umeda, I.Uchida: "Microvoltammetric Study of Electrochemical Properties of a Single Spherical Nickel Hydroxide Particle"International Journal for Hydrogen Energy. 27. 295-300 (2002)

[Publications] M.Mohamedi, T.Sato, T.Itoh, M.Umeda, I.Uchida: "Cyclic voltammetry and ac-impedance of MmNi_<3.55>Co_<0.75>Mn_<0.4>Al_<0.3> alloy single particle electrode for rechargeable Ni/MH battery"Journal of Electrochemical Society. 148. A983-A987 (2002)

[Publications] M.Mohamedi, D.Takahashi, M.Umeda, I.Uchida: "ESD Fabricated Thin Films of Spinel LiMn_2O_4 for Lithium Microbatteries. I. Effects of Thickness"Journal of the Electrochemical Society. 149. A19-A25 (2002)

[Publications] N.Anzue, T.Itoh, M.Mohamedi, M.Umeda, I.Uchida: "In situ Raman spectroscopic study of thin-film Li_<1-x>Mn_2O_4 electrodes"Solid State Ionics. 48. 301-307 (2003)

[Publications] M.Mohamedi, D.Takahashi, I.Uchida: "Electrochemical Stability of Thin Film LiMn_2O_4 Cathode in Organic Electrolyte Solutions with Different Compositions at 55℃"Electrochimica Acta. 47. 3483-3489 (2002)