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フッ素を含む新規グラファイト層間化合物の合成, 物性と機能発現のメカニズム

新型含氟石墨插层化合物的合成、物理性质及功能表达机制

基本信息

批准号：
62604009
负责人：
東原秀和
金额：
$ 1.15万
依托单位：
Kyoto University
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：
1987
资助国家：
日本
起止时间：
1987 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

1.インターカレーション機構の解析と作製プロセス, 新規化合物の合成(1)単体フッ素-グラファイト系におけるインターカレーション単体フッ素と高結晶性グラファイトとの低温長時間反応(50°C, 1〜6ヶ月)によって, イオン性フッ素-グラファイト層間化合物CxFが生成することを見い出した. この反応は極微量のHFの存在によって強く触媒される. インターカレーション反応に関与する化学種(F_2-HF)のad initio MD計算の結果, F_2…HF超分子の生成と, この錯体へのグラファイト層からの電荷移動相互作用によって, 自発的にインターカレーションが進行することが明らかにされた.(2)F_2+HF溶液中における非揮発性金属フッ化物のインターカレーション非揮発性金属フッ化物あるいはその塩であっても, F_2+HF溶液中における置換的インターカレーションによって, 空気中でも安定な層間化合物CxMFy(M=Sn,pb,B,Bi)を生成することを見い出した. この反応系は, インターカレーションに不可欠とされていた従来の物性的しきい値を越えて, 新規なフッ化物-グラファイト層間化合物の作製プロセスに新たな指針を与えるものである.2.格子構造, 電気的性質と物性・機能CxFyとも, sp^2グラスファイト構造は完全に保存されており, 10^5S/cmの高いab-面内伝導度と金属的性質を示す. 特にCxFの伝導電子は自由電子に近く, 電荷移動量と結晶子径は, それぞれ0.25, 〜300〓である. また, CxFのC-軸伝導度は194Kに極小値を示し, 金属→半導体転移が見い出された. さらに, CxF, CxMFy/1MLiclo4-PC/Li試験セルは, 4〜4.2Vの高い超電力を示し, 高エネルギー密度一次電池活物質としての可能性を示した.

1. Analysis and preparation of new compounds (1) Synthesis of novel compounds (2) Synthesis of novel compounds (1) Synthesis The presence of HF in this reaction is a strong catalyst. The ad initio MD calculation results of F_2-HF supramolecules are presented. The charge transfer interactions between F_2-HF supramolecules and F_2-HF supramolecules are discussed. (2)F The formation of stable interlayer compounds CxMFy(M=Sn,Pb,B,Bi) in air was investigated in F_2+ HF solution. 2. Lattice structure, electrical properties, physical properties, functions, sp^2. Structure is completely preserved. High ab-plane conductivity of 10^5S/cm and properties of metals are shown. In particular, CxF conduction electrons and free electrons are close to each other, and the charge transfer amount and crystal particle diameter are 0.25,~ 300. The C-axis conductivity of CxF is 194K, and the transition from metal to semiconductor is observed. In addition, CxF, CxMFy/1MLiclo4-PC/Li test battery has been developed to show the possibility of high power and high density primary battery active substances from 4 to 4.2V.