アモルファス遷移金属酸化物の高エネルギー密度リチウム二次電池正極への応用:五酸化バナジウムキセロゲル

非晶态过渡金属氧化物在高能量密度锂二次电池正极中的应用：五氧化二钒干凝胶

• 批准号: 63550612
• 负责人: 岸 富也
• 金额: $ 1.15万
• 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: 1988
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1988 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-63550612/
• 关键词: 含水五酸化バナジウム; 電気化学的リチウム挿入; リチウム2次電池

1. 目 的 層状構造の含水五酸化バナジウム(キセロゲル、V_2O_5・nH_2O、以下VXG)がLi電池用正極材料として注目されている。本研究ではその放電(Li挿入)・充電(Li脱離)反応の可逆性と充放電に伴う構造変化を調べた。2. 方 法 0.2mol・dm^<-3>NaVO_3水溶液を陽イオン交換後、約2週間重合させ、これをNi板上に乾燥してVXG薄膜(約6μm)試料電極とした。TGAによればnの値は1.9であった。1mol・dm^<-3>LiClO_4ー炭酸プロピレン(PC)溶液中で種々の電気化学的測定を行うとともに、VXG中のLi量や構造変化などを調べた。3. 結果及び検討 (1)Li挿入・脱離の物質収支;定電流下で放電後のVXG中のLi量を調べた結果、1電子あたり1個のLi^+イオンが挿入されていることがx=(Li/V原子比)<0.36の範囲で確認できた。一方、0.2<x<0.4に相当する種々の電気量放電したのち等電気量充電した試料ではx=0.16に相当するLiが検出され、この分のLiは電気化学的に脱離不可能であることがわかった。 (2)放充電サイクル時の電位変化;定電流放電電位はおおまかに見ると1段のプラトーであったが、X=0.12および0.17付近にわずかな不連続的上昇が観測された。一方、充電電位はX=0.16付近から急上昇し、これ以上のLi脱離が起こらず他のアノード反応に移行したことを示した。 (3)放充電による層間距離の変化;X線回折の結果によれば、もともと1.17nmであった層間距離dは0.1<XのLi挿入で約1.05nmまで縮まり、X=0.16のLiが残存する充電状態でもこの値はほぼ同じであることがわかった。以上の結果、Li挿入の第1段陥でLi_<0.32>V_2O_5・n′H_2O(一般にn′≦nとなる可能性がある)の組成の新しい相が生成し、この相からのLi脱離は不可能であるが、この相へさらにLiを挿入し脱離することはできることが分かった。

1. Purpose The layered structure of the hydrous penta-acidized バナジウム (キセロゲル, V_2O_5・nH_2O, below VXG) is a cathode material for Li batteries and is a focus of attention. This study focuses on the reversibility of discharge (Li insertion) and charge (Li detachment) reaction and the structural modification and adjustment of charge and discharge. 2. Method: After the exchange of 0.2mol·dm^<-3>NaVO_3 aqueous solution, the sample electrode of VXG thin film (about 6μm) dried on the Ni plate was superimposed for about 2 weeks. TGAによればnの値は1.9であった. 1mol·dm^<-3>LiClO_4ーCarbonate (PC) solution Determination of electrochemical chemistry and the amount of Li in VXG 3. Results and discussion (1) Material balance of Li insertion and detachment; the result of adjusting the amount of Li in VXG after discharge under constant current, and the result of 1 electron 1 のLi^+イオンがinsert されていることがx=(Li/V atomic ratio)<0.36の法囲でconfirmationできた. One side, 0.2 < .16に Equivalent to するLiが検出され、この分のLiは电気CHEMICAL に It is impossible to escape であることがわかった. (2) Potential changes during discharge and charging; constant current discharge potential changesーであったが, On the one hand, the charging potential X = 0.16 is close and the voltage rises sharply, and the voltage above the voltage rises and rises. (3) The interlayer distance of discharge and charge is changed; the result of X-ray folding is 1.17nm and the interlayer distance dは0.1<XのL i is inserted into about 1.05nm, and the remaining charge state of X=0.16 is the same as the remaining charge state. The above results, the first paragraph of Li insertion, the composition of Li_<0.32>V_2O_5・n′H_2O (general にn′≦nとなるpossibilityがある)の新しいphaseがGenerationし、このphaseからのLiDetachmentはimpossibleであるが、このphase へさらにLiをinsert し出することはできることが分かった.

项目成果

Takashi MIURA;Shouko KUNIHIRO;Yoshihisa MURANUSHI;Tomiya KISHI: Denki Kagaku. 57. (1989)

三浦隆、国广翔子、村牛义久、岸富宫：电气化学。