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光インターカレーションによる構造規制界面の構築とその機能評価

光插层结构调控界面的构建及其功能评价

基本信息

批准号：
10131211
负责人：
西澤松彦
金额：
$ 1.02万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
财政年份：
1998
资助国家：
日本
起止时间：
1998 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

リチウムイオン2次電池の活物質材料として機能するLiMn_2O_4及び非晶質炭素に関して光電気化学応答を検討し,光エネルギーによって充電するタイプの新しい2次電池システムの構築に向けた基礎的知見を収集した。LiMn_2O_4薄膜をスパッタリング法により透明電極(ITO)上に調製し,1MのLiClO_4を電解質とするプロピレンカーボネート溶液中で,光の照射に対する電流応答,電位応答,および電気伝導率の応答をその場(in situ)計測した。導電率測定は電極間隔0.01mmの交互型アレイ電極を用いて行いて行い,LiMn_2O_4にLiイオンがインターカレーションおよびデインターカレーションする反応過程には顕著な導電率変化が伴わないことを明らかにした。導電率は10^<-5>S/cmのオーダーであり,半導体に分類された。電位規制下でキセノン光を照射するとスパイク状のアノード電流が観測された。これは,n-型半導体電極に特有の応答であり,応答電流の強度は照射光強度にに比例した。溶液中にLiイオンが存在しない場合に電流応答が全く観測されないことから,光反応は明らかにLiイオンに関係しており,LiMn_2O_4結晶内へのインターカレーション反応であろうと推察された。しかし,通電荷量から算出したLiイオンのインターカレーション量は,膜全体が反応した場合の4%にすぎなかった。光応答電流は照射する光の波長に依存し,約470nm以下の波長の光によって誘起されることがわかった。この値から計算される半導体としてのバンドギャップは2.64eVであり,マンガン系酸化物にたいして妥当な値である。

The active material and function of LiMn_2O_4 and amorphous carbon for secondary batteries are discussed, and the basic knowledge of the construction of secondary batteries is summarized. LiMn_2O_4 thin films were prepared on transparent electrodes (ITO) by a simple method. The current response, potential response, and electrical conductivity response of LiClO_4 electrolyte were measured in situ under light irradiation. Conductivity measurement The conductivity of LiMn_2O_4 was measured by using an alternating electrode with an electrode spacing of 0.01 mm. Conductivity is 10^<-5>S/cm, semiconductor classification. Under the condition of potential regulation, the light source can be used to measure the current. The n-type semiconductor electrode has a unique response, and the response current intensity is proportional to the irradiation light intensity. In the presence of Li in the solution, the current response is completely measured, and the optical reflection is clearly related to Li in the solution. The internal structure of LiMn_2O_4 crystal is predicted. In addition, the amount of current is calculated as 4% of the total amount of light. The optical response current depends on the wavelength of the irradiated light, and is induced by light with wavelengths below about 470nm. The calculation of this value is that the semiconductor has a high temperature of 2.64eV, and the acid has a high temperature of 2.64eV.