積層NASICON型固体電解質を用いたリチウム電池の開発

开发使用叠层NASICON型固体电解质的锂电池

• 批准号: 06750870
• 负责人: 青野 宏通
• 金额: $ 0.7万
• 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: 1994
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1994 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750870/
• 关键词: リチウム; 固体電解質; リチウム電池; 正極

NASICON型リチウムイオン伝導体は酸化物の中では最も高いリチウムイオン伝導性を示す。また、その中のチタン系LiTi_2(PO_4)_3についてはチタンの還元によりリチウムを挿入でき正極材料として野応用が可能である。本研究の目的は2種のNASICON型材料を正極と固体電解質材料とした積層型の焼結体を作製し、リチウム電池への応用を目指すことにある。まず、正極材料として応用するためには電子導電性をもたせる必要があるため、どれくらいのカーボン粉末を混合すれば、電子伝導性が得られ、なおかつ固体電解質へのリチウムのインターカレーションが損なわれないか検討を行った。その結果LiTi_2(PO_4)_3に約5重量%のカーボンを混合し、窒素気流中で処理したものが適当であることがわかった。正極としてLiTi_2(PO_4)_3系、固体電解質としてLiGe_2(PO_<>)_3系の材料を用い、これらを積層させたリチウム電池を作製した。作製法として、2種の方法を行った。(1)ディスク状に成型する段階で、電解質用と正極用粉末の2層から成るペレットを作製し焼結を行う。(2)電解質用と正極用の2枚のディスク状試料を重ねて電気炉中に置き、上段の資料を緩く溶融させることにより接着させる。(1)の方法では焼き締り温度や収縮率の違いがあるため緻密な焼結体を作ることができず、焼結温度を下げて、焼結が進まないように試みたがこの2種のペレットに接着性が充分得られなかった。(2)の方法では(1)の方法よりはよい接着が得られた。しかし、接着部に多数の亀裂が入るため積層固体電解質の導電率が低下し、リチウム電池へ応用は困難であることがわかった。

NASICON type conductivity is the highest among all acid compounds. It is possible to use LiTi_2(PO_4)_3 as an electrode material in the process of electrode formation. The purpose of this study is to prepare two kinds of NASICON-type materials, including electrodes, solid electrolyte materials, and laminated sintered bodies, and to provide guidance for their use in batteries. For example, electrode materials and materials used in the preparation of solid electrolytes are required to be electrically conductive and electrically conductive. The results show that LiTi_2(PO_4)_3 is about 5wt% of the total weight of the mixture. Electrodes and LiGe_2 (PO_4)_3-based solid electrolytes were used in the preparation of LiGe_2(PO_4)_3-based batteries. Two ways to make a recipe. (1)2 layers of powder for electrolyte and electrode are formed in different stages, and sintered. (2)Electrolyte electrode for 2 pieces of sample shape re-heating furnace, upper part of the data to slow down the dissolution of the first two (1)The method includes: sintering temperature, shrinkage ratio, sintering temperature, sintering temperature, (2)The method is opposite to (1). The method is opposite to (2). The conductivity of the multilayer solid electrolyte is low and difficult to use in batteries.