2013 Fiscal Year Annual Research Report
電場中でのナノ液固界面の化学反応に関するハイブリッド量子古典計算法の開発
| Project/Area Number |
23310074
|
|---|
| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
|---|
Principal Investigator |
尾形 修司 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (90251404)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大庭 伸子 株式会社豊田中央研究所, その他部局等, 研究員 (80394964)
田村 友幸 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (90415711)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2011-04-01 – 2014-03-31
|
| Keywords | 大規模シミュレーション / Liイオン電池 / DFT / 分子動力学 / イオン輸送 |
|---|
| Research Abstract |
Liイオン電池等の実用デバイスの高性能化に関連して，ナノスケールで複雑な界面の，実際的な設定でのシミュレーションが強く期待されている．本年度は，これらのDFT計算では直接扱えない大規模な複雑界面に対して，昨年度開発したオーダーN型のDFTコードを用いた大規模シミュレーション，DFT精度を全イオンに働く力に対して実現するハイブリッド量子古典シミュレーション，さらに準備計算としての古典分子動力学シミュレーションを行った．主な成果には以下が含まれる：
1. Liイオン電池のグファファイト負極と電解液との界面における固体電解質皮膜に関連して，分割統治型の実空間グリッドDFTであるDC-RGDFTコードを用いた第一原理MDシミュレーションを，SEI―電解液の界面を通じたLiイオン移動に関して2,300原子規模で5.0 ps/run程度，異なる設定で実行した．計算結果の温度依存性などから．電解液に1mol/lの濃度で添加した塩(LiPF6)により，Liイオンの界面移動レートが２倍に上がることを発見した．
2. DC-RGDFTを用いたハイブリッド量子古典コードを用いて，Liイオン電池のグラファイト負極内部のLiイオン群の拡散挙動に関するシミュレーションを実行した．Liイオン群を囲むように上下の炭素シートが変形して形成されたcageの中で個々のLiイオンが良く拡散する一方，Liイオン群の重心位置の拡散は，希薄極限でのLiイオンの場合と同程度であること等を発見した．
|
| Current Status of Research Progress |
Reason
25年度が最終年度であるため、記入しない。
|
| Strategy for Future Research Activity |
25年度が最終年度であるため、記入しない。
|
