希土類元素含有無機イオン導電体の導電性

含稀土元素的无机离子导体的电导率

• 批准号: 09215210
• 负责人: 脇原 將孝
• 金额: $ 1.22万
• 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: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09215210/
• 关键词: リチウムイオン導電体; ペロブスカイト

これまでの報告によりLi_<0.5>Ln_<0.5>TiO_3に代表されるペロブスカイト構造を有するリチウムイオン導電体が高いイオン導電性を有することが知られている。本研究ではペロブスカイト構造を有するLi_xLa_<1-x>NbO_3を母構造とし、その構造中でAサイトを占めるLi^+イオンおよびLa^<3+>イオンをイオン半径のより大きなSr^<2+>イオンで置換した(Li_<0.25>La_<0.25>)_<1-x>Sr_<0.5x>NbO_3を合成し、結晶格子を拡張させることによりイオン伝導度の改善を試みた。また、それとは逆にイオン半径のより小さなCa^<2+>イオンで置換した(Li_<0.25>La_<0.25>)_<1-x>Ca_<0.5x>NbO_3についても合成を行ない、イオン導電性の比較を行なった。各試料の合成は、出発原料に炭酸塩または酸化物を用い、所定の比に混合し、1200℃で通常の固相反応法により合成した。合成した試料の同定および格子定数の算出はCuKα線を用いたx線回折法により行なった。また、イオン伝導度の測定は、1200℃で焼結を行なったペレットの両面にスパッタリングにより金電極を形成させた試料について、周波数範囲5Hzから13MHz、温度領域25℃から250℃の範囲で、交流インピーダンス法により行なった。(Li_<0.25>La_<0.25>)_<1-X>Sr_<0.5x>NbO_3については0【less than or equal】x【less than or equal】0.125の領域で立方晶のペロブスカイト相の単相が得られ、Sr置換量の増加に伴い、格子定数の増加するとともにイオン導電率が増加し、x=0.125の組成において25℃で7.3×10^<-5>Scm^<-1>の導電率が得られた。一方、Caで置換を行なった(Li_<0.25>La_<0.25>)_<1-x>Ca_<0.5x>NbO_3については、0【less than or equal】x【less than or equal】0.10の組成範囲で立方晶のペロブスカイト相の単相が得られ、Ca置換量の増加に伴い、格子定数の低下とともにイオン導電率の減少がみられた。粉末X線回折パターンのRietveld解析を行なった結果、Sr置換を行なった試料についてはリチウムの拡散経路中のボトルネックの大きさが拡大し、Ca置換の場合には縮小した。置換金属イオンの違いによるボトルネックの大きさの変化がイオン導電率に大きな影響を与えるものと考察される。

Li_<0.5>Ln_<0.5>TiO_3 represents the structure of a metal conductor with high conductivity. In this paper, we try to improve the conductivity of Li_xLa_ NbO_3 crystal lattice by replacing Li_xLa_ NbO_3 crystal lattice with Li_xLa<1-x><0.25>_<0.25><1-x><0.5x>NbO_3 crystal lattice. A comparison of the conductivity of Ca^&lt;2+&gt; and Ca^&lt;2+&gt; was made between Li_<0.25>La_<0.25>Ca_ NbO_3 and Li_ La_<1-x>Ca_<0.5x>NbO_3. The synthesis of each sample is carried out by the usual solid phase reaction method at 1200℃, using a mixture of the raw materials, carbonic acid and acidified substances. The method for calculating the constant lattice number of the composite sample is described in detail below. For the measurement of conductivity, sintering temperature at 1200℃, frequency range from 5Hz to 13MHz, temperature range from 25℃ to 250℃, AC temperature range from 1200 ℃ to 1200 ℃. (Li In <0.25><0.25><1-X>the region of <0.5x>x = 0.125, the single phase of cubic crystal is obtained, the Sr substitution amount increases, the lattice number increases, the conductivity increases, and the conductivity of x=0.125 is obtained at 25℃<-5><-1>. The <0.25><0.25><1-x>composition range of the cubic crystal is 0 [less <0.5x>than or equal] x [less than or equal] 0.10. The phase ratio of the cubic crystal is 0 [less than or equal] x 0 [less than equal] x 0 [less than or equal] x 0 [less than or 0 [less The Rietveld analysis results of powder X-ray retrogradation show that Sr substitution is carried out in the sample and the dispersion path of the sample is greatly reduced in the case of Sr substitution. The influence of substitution metal on electrical conductivity was investigated.

项目成果

Y.Kawakami: "Ionic conduction of lithium in Li_2S-SiS_2-Li_4SiO_4glass system" Thermochimica Acta. 299. 7-12 (1997)

Y.Kawakami：“Li_2S-SiS_2-Li_4SiO_4玻璃体系中锂的离子传导”Thermochimica Acta。