低膨張相転移を有するスピネル酸化物固溶体の合成と高機能電極材料の開発

低膨胀相变尖晶石氧化物固溶体的合成及高性能电极材料的开发

• 批准号: 07239211
• 负责人: 脇原 將孝
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07239211/
• 关键词: リチウム二次電池; スピネル型酸化物; 結晶構造解析

本研究では、LiMn_2O_4の構造を安定化する目的で、Mnの一部を他の遷移金属で置換した四元系正スピネル酸化物LiM_yMn_<2-y>O_4(M=Cr,Co,Ni; y=1/9,1/6,1/3)を合成し、X線回折による結晶構造の解析とリチウム二次電池特性の評価を行なった。リチウム二次電池用のスピネル型酸化物は、炭酸リチウム、炭酸マンガンと他の遷移金属の塩を所定の元素比になるように混合し、750℃で3日間加熱を行なって合成した。X線回折の結果、合成したLiM_yMn_<2-y>O_4(M=Cr,Co,Ni; y=1/9,1/6,1/3)は、全て立方晶のスピネル構造の単相であり、置換量が増加するに従って格子定数は徐々に減少した。また、Rietveld解析を行なった結果、Liは全て8aサイト、遷移金属イオンは全て16dサイトを占有し、16dサイト遷移金属イオンと酸化物イオンの結合距離も減少することがわかった。次に、LiM_yMn_<2-y>O_4の充放電曲線については遷移金属の置換量が増加するに、従い充放電容量は減少することがわかった。これは、3価あるいは2価の遷移金属で置換すことにより、Mnの平均酸化数が増加し、リチウムのデインターカレートする量が減少するためであると考えられる。一方、LiM_<1/6>Mn_<11/6>O_4(M=Cr, Co, Ni)のリチウムのインターカレーション・デインターカレーションに伴う格子体積の変化を概算するとM=Mn: 7.5%,Cr: 5.4%,Co: 6.0%, Ni: 44%となる。従って、他の遷移金属で置換することにより格子定数の変化が抑制される。また、遷移金属の置換量が増加するのに伴い、格子定数の変化量は減少した。このようにMnを他の遷移金属で置換したスピネル型酸化物の方が良好なサイクル特性を示した。充放電容量とサイクル特性の両者を考慮すると、LiCr_<1/6>Mn_<11/6>O_4あるいはLiCo_<1/6>Mn_<11/6>O_4が、スピネル型酸化物正極では優れた特性を示すと考えられる。

In this study, LiMn_2O_4, Mn, and Mn, a quaternary system of metal transfer equipment, LiM_yMn_<2-y>O_4, were used to analyze the characteristics of the secondary cell of the metal transfer machine. In the secondary battery cell of this plant, the elements determined by hydrogen peroxide, carbonic acid, carbonic acid, carbonic acid and other metals are more than those determined by hydrogen peroxide in the secondary battery cell, and the temperature is 750 ℃ and the temperature is 750 ℃ within 3 days. The results of X-ray back-folding test, the synthesis of compound Lim _ yMn_<2-y>O_4, the whole cubic crystal structure, the size of the crystal, the size of the frame, the size The results were analyzed by Rietveld, Li, 16d, 16d, 16d, 16d, 16d, 16d, 16d, 16d, 16d, 16d and 16d, respectively. Secondary, LiM_yMn_<2-y>O_4 recharge and release the curve to move the metal, increase the volume, increase the capacity and reduce the volume of the metal. The average number of acidified metals in Mn, the average number of acidified metals, the average number of acidified metals. One party, LiM_<1/6>Mn_<11/6>O_4 (M=Cr, Co, Ni), and the other party, the other party (M=Cr, Co, Ni), the other party, the other party (M=Cr, Co, Ni), the other party, the LiM_<1/6>Mn_<11/6>O_4 (M=Cr, Co, Ni), the other party, the other party Move the metal to make sure that the grid is fixed and the metal is suppressed. The amount of metal transfer is increased, and the grid is fixed to reduce the quantity. The quality of the acid compound is good. The properties of the acid compound are shown. The characteristics of capacity, LiCr_<1/6>Mn_<11/6>O_4, Lico _ & lt;1/6>Mn_<11/6>O_4, and acid compounds are shown in this paper.

项目成果

M. Wakihara et al.: "The spinel phase LiM_yMn_<2-y>O_4(M=Co, Cr, Ni)as the Cathode for Rechrgeable Lithium Cells" J. Electrochem. Soc.143. 178-182 (1996)

M. Wakihara 等人：“尖晶石相 LiM_yMn_<2-y>O_4(M=Co, Cr, Ni) 作为可充电锂电池的阴极”J. Electrochem。