リチウムクロムリン酸複合塩固体電解質における高リチウムイオン伝集相の合成

磷酸铬锂复合固体电解质中高锂离子输运相的合成

• 批准号: 05855098
• 负责人: 青野 宏通
• 金额: $ 0.51万
• 依托单位: Niihama National College of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1993
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1993 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05855098/
• 关键词: 固体電解質; リチウム; リチウムイオン伝導体; クロム; リン; ナシコン

リチウムクロムリン酸複合塩Li_3Cr_2(PO_4)_3を基本とする固体電解質について、NASICON型六方晶を得る目的で実験を行った。しかしLi_3Cr_2(PO_4)_3を1400℃以上の高温から急冷しても、NASICON型の六方晶を得ることができずやや歪んだ単斜晶(C/2c)となった。また、1200℃付近のbeta-Fe_2(SO_4)_3型の単斜晶(P2_1/n)から単斜晶(C/2c)への相転移により試料が細かく砕けてしまうため導電率の測定はできなかった。そこで、このLi_3Cr_2(PO_4)_3のCr^<3+>をMg^<2+>に置換させてリチウム量を増した、Li_<3+x>Mg_xCr_<2-x>(PO_4)_3系について検討を行った。格子定数の結果より、このMg^<2+>イオンはCr^<3+>のサイトに置換することができず混合相となっていることがわかった。また、この系の場合いくら高温から急冷してもすべてbeta-Fe_2(SO_4)_3型の単斜晶となった。この系はxの増大により導電率が著しく向上した。しかし、これはMg^<2+>イオンが置換できずに形成したLi_5Mg_2(PO_4)_3が焼結助剤として働き、焼結体の緻密性を向上させるためである。さらに、この系の導電率はx=0.4の4.6×10^<-5>S/cm(25℃)とこれまで報告されてきた酸化物の固体電解質では、これまでに申請者らが報告してきたNASICON型構造のものを除いて最大級であり、これからの発展が期待できる。さらにLi_3Cr_2(PO_4)_3結晶中をイオンが働くための活性化エネルギーが0.43eVであることを決定し、xの変化にともない粒界成分におけるイオン伝導のための活性化エネルギーが変化していることを確認した。

Li_3Cr_2(PO_4)_3 is a basic solid electrolyte, and NASICON-type hexagonal crystal is obtained. Li_3Cr_2(PO_4)_3 is rapidly cooled at temperatures above 1400℃, and hexagonal crystals of NASICON type are obtained. The phase shift between monoclinic (P2_1/n) and monoclinic (C/2c) crystals of beta-Fe_2(SO_4)_3 type near 1200℃ was studied. In this paper, we discuss the relationship between Cr^&lt;3+&gt; and Mg^&lt;2+&gt; in Li_3Cr_2(PO_4)_3 and Li_&lt;3+x&gt;Mg_xCr_<2-x>(PO_4)_3. The result of lattice determination is that Mg^&lt;2+&gt; and Cr^&lt;3+&gt; are mixed phases. In this case, the beta-Fe_2(SO_4)_3 type monoclinic crystals were obtained at high temperature, rapid cooling and high temperature. This is because the conductivity of the x increases. Li_5Mg_2(PO_4)_3 is a sintering aid, and the densification of the sintered body is improved. The conductivity of this system is x=0.4 and 4.6×10^<-5>S/cm(25℃). This is reported by the applicant for NASICON type structure. In the crystal of Li_3Cr_2(PO_4)_3, the activation of the crystal was determined by 0.43eV.

项目成果

Hiromichi AONO: "Ionic Conductivity of beta-Fe_2(SO_4)_3TypeLi_3Cr_2(PO_4)_3Based Electrolyte." Chemistry Letters. 2033-2036 (1993)

Hiromichi AONO：“β-Fe_2(SO_4)_3TypeLi_3Cr_2(PO_4)_3 基电解质的离子电导率。”