五酸化バナジウムキセロゲルのリチウム二次電池正極としての応用

五氧化二钒干凝胶作为锂二次电池正极的应用

• 批准号: 04650740
• 负责人: 美浦 隆
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Keio University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1992
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1992 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-04650740/
• 关键词: リチウム二次電池; 正極活物質; キセロゲル; ゾル-ゲル法; 五酸化バナジウム

五酸化バナジウムキセロゲル(V_2O_5・nH_2O,以下VXGとよぶ)をリチウム電池正極とする場合,層間水分子と挿入されたリチウムイオン間の相互作用が可逆的なリチウムの脱離を妨げるとこれまで考えられてきた.本研究では,層間水を極限まで少なくしたVXGの放電・充電挙動とそれにともなう構造変化を各種電解液中で調べることによって,電池正極挙動に対する層間分子の役割を明らかにしようとした.まず、ゾル-ゲル法で得たVXGをニッケル基板に塗布,乾燥して薄膜状試料電極を作製した.この試料はn=0.2で,約9A^^ﾟの層間距離をもつことを確認したうえ,定電流放電と放充電サイクル実験を各種の非プロトン性電解液中で行ない,そのときの電位と構造上の変化を調べ,比較・検討した.その結果,すべての電解液に対して溶媒分子の侵入が自然浸漬状態で近行し,層間が拡大することを見いだした.また放電時には,電位プラトーが2.8Vと2.6V付近とに2つ現われ,X値(Li/V 原子比)で1までリチウム挿入が可能であった.一方,どの電解液中でも充電時にリチウムはほぼ可逆的に脱離するが,X値で0.1〜0.2以下までの完全な脱離は困難であった.また放電時のリチウム挿入による構造変化は層間の縮小で,0.1<X<0.5の領域では約11A^^ﾟと9A^^ﾟの2相共存,0.5<Xの領域では約9A^^ﾟの単相となることが分った.さらにX=1.0までリチウムを挿入すると,電解液溶媒分子は層間から完全に脱離することを赤外線吸収スペクトルの測定によって実証した.以上の結果から,本研究ではVXGのリチウム二次電池正極挙動における電解液溶媒と層間水の役割を明らかにした.

Five acidification バ ナ ジ ウ ム キ セ ロ ゲ ル (below V_2O_5 nH_2O, VXG と よ ぶ) を リ チ ウ ム battery anode と す る occasions, interlayer water molecules と scions into さ れ た リ チ ウ ム イ オ の interaction between ン が reversible な リ チ ウ ム の from を hinder げ る と こ れ ま で exam え ら れ て き た. This study で は, interlayer water を limit ま で less な く し た VXG の discharge, charging 挙 dynamic と そ れ に と も な う structure - the を various kinds of electrolyte で adjustable べ る こ と に よ っ て, battery anode 挙 dynamic に す seaborne る interlayer molecules cut を の service Ming ら か に し よ う と し た. ま ず, ゾ ル - ゲ ル method to で た VXG を ニ ッ ケ ル substrate に coating, drying し て thin Membrane を as sample the electrode し た. こ の sample は n = 0.2 で, about 9 a ^ ^ ゚ の interlayer distance を も つ こ と を confirm し た う え, constant current discharge と put charging サ イ ク ル be 験 を various の non プ ロ ト ン sex で line in electrolyte な い, そ の と き の potential と の in its construction - を adjustable べ, comparison, 検 beg し た. そ の results, す べ て の electrolyte に し seaborne て solvent molecules の intrusion が natural state impregnated で nearly し, interlayer が company, big す る こ と を see い だ し た. ま た discharging に は, potential プ ラ ト ー が 2.8 V to 2.6 V と paying nearly と に 2 つ わ れ, X nt (Li/V ratio) で 1 ま で リ チ ウ ム scions into が may で あ っ た. Side, ど の で in electrolyte も charging に リ チ ウ ム は ほ ぼ reversible に from す る が, X numerical で 0.1 ~ 0.2 under the ま で の な completely from は difficult で あ っ た. ま た discharging の リ チ ウ ム scions into に よ る structure - narrow は interlayer の で, 0.1 < X < 0.5 の field で は about 11 a ^ ^ ゚ と 9 a ^ ^ ゚ の 2 phase coexistence, < 0.5 X の field で は about 9 a ^ ^ ゚ の 単 phase と な る こ と が points っ た. さ ら に X = 1.0 ま で リ チ ウ ム を scions into す る と, electrolyte solvent molecules は interlayer か ら に completely from す る こ と を red outside suction 収 ス ペ ク ト ル の determination に よ っ て card be し た. Results above の か ら, this study で は VXG の リ チ ウ ム secondary battery anode 挙 dynamic に お け る electrolyte solvent と interlayer water cut を Ming ら の service か に し た.

项目成果

M.Kurihara,T.Miura and T.Kishi: "Discharage/Charge Characteristics of CrO_3-Graphite Intercalation Compound Cathodes in a DMSO Solution" Denki Kagaku. 60. 412-415 (1992)

M.Kurihara、T.Miura 和 T.Kishi：“DMSO 溶液中 CrO_3-石墨插层复合阴极的放电/充电特性”Denki Kagaku。

M.Eguchi,Y.Muranushi,T.Miura and T.Kishi: "Lithium Insertion Characteristics of α-phase NayV_2O_5" Solid State Ionics. 57. 307-310 (1992)

M.Eguchi、Y.Muranushi、T.Miura 和 T.Kishi：“α 相 NayV_2O_5 的锂插入特性”固态离子学。57. 307-310 (1992)

T.Miura and T.Kishi: "Inhomogeneous Electrochemical Lithiation of V_2O_5-TeO_2 Binary Glasses in a Propylene Carbonate Solution" J.Power Sources. (1993)

T.Miura 和 T.Kishi：“碳酸丙烯酯溶液中 V_2O_5-TeO_2 二元玻璃的不均匀电化学锂化”J.Power Sources。