2014 Fiscal Year Annual Research Report
ナノ接合界面制御による電子導電性の改善とリチウム二次電池正極材料へのその応用
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24360405
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
谷口 泉 東京工業大学, 理工学研究科, 准教授 (00217126)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | ピロ燐酸鉄リチウム / ピロ燐酸マンガンリチウム / 正極材料 / リチウムイオン二次電池 / 噴霧熱分解法 / ボールミル粉砕法 / ナノ構造材料 / ナノ接合界面 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
研究代表者の研究室でこれまでに開発した低温噴霧熱分解法とボールミル粉砕法を組み合わせた独自の合成法を用いて、Li2MP2O7(M=Fe,Mn)/Cナノ複合体の合成を、噴霧熱分解温度、粉砕速度、粉砕時間、粉砕時に添加するアセチレンブラックの量、粉砕混合処理後の焼成温度を変えて行った。その結果、それらの操作条件を最適化することにより、不純物相を含まない目的物質(Li2FeP2O7/Cナノ複合体)を合成することができた。この試料の粒子形態をSEMで観察したところ、100 nm以下のLi2FeP2O7一次粒子の凝集体であった。また、TEM-EDS分析により、カーボンの分布状態を観察したところ、凝集体表面にカーボン層が形成されていることを確認した。これに対して、Li2MnP2O7/Cの合成では、合成条件を最適化した場合でも、純粋な目的物質は得られず、LiMnPO4, Mn2P2O7, Li4P2O7の不純物が僅かではあるが確認された。
様々な合成条件で得られたLi2FeP2O7/Cナノ複合体材料を正極活物質として用い、負極にリチウム金属を用いたハーフセルを作製し、室温でリチウム二次電池特性を調べた。その結果、最終的に理論容量(110 mAh/g)の98.5%の初期放電容量を得ることができた。さらに、サイクル特性も良好であった。
これに対して、Li2MnP2O7/C複合体材料では、0.1Cの放電速度において72 mA/gの放電容量(60℃)を示したが、4V付近におけるMnの酸化還元反応に伴う明確なプラトーは確認できなかった。しかしながら、これまで、この材料についての電気化学的特性に関する報告はほとんどなく、今回得られた結果は、新規で独創性に富んだものである。
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| Research Progress Status |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
26年度が最終年度であるため、記入しない。
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