形態変化を利用した新規リチウム侵入型金属間化合物の創製を二次電池特性

利用形态变化创建新型锂金属间化合物以改善二次电池性能

基本信息

批准号：
11123226
负责人：
坂口裕樹
金额：
$ 0.96万
依托单位：
Tottori 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：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

リチウムイオン二次電池負極の充放電容量の増大をめざして、より高密度でLiを挿入できる金属間化合物の探索を行ったところ、Mg_2Snを見出した。この化合物はわれわれのグループがこれまでに報告してきたMg_2GeやMg_2Siと異なり、MA時間の変化に伴い立方晶から斜方晶へ相転移することがわかったため、結晶系の違いが電池充放電特性に与える効果を調べた。MgとSnを出発物質としてメカニカルアロイング(MA)したところ、3時間で立方晶のMg_2Snが単一相で得られた。MA処理時間を延長すると、5時間で立方晶と斜方晶の混合相のMg_2Snが得られ、さらに7.5時間では斜方晶の単一相となることが示された。得られた試料を用いて作成したMg_2Sn電極の放電容量の充・放電サイクル依存性を調べた。その結果、立方晶単独のものでは電池容量は小さいが、斜方晶との混合相となることによって容量の増大が見られるとともに、その容量は20サイクル後においても250mAhg^<-1>を保っていることが示された。斜方晶単一相の電極についての結果から、この容量の増大と良好なサイクル特性は、斜方晶相の寄与によるものと推察される。また、混合相Mg_2Sn電極の充・放電サイクル特性は、Mg_2GeやMg_2Siと比較しても格段に優れていることがわかった。

为了增加锂离子二级电池负电极的充电/放电能力，我们搜索了允许LI插入更高密度的金属间化合物，并找到了MG_2SN。与迄今为止我们的小组报告的MG_2GE和MG_2SI不同，该化合物的相位从立方体到正骨晶体有变化，因此我们研究了晶体系统上差异对电池充电和放电特性的影响。使用MG和SN作为起始材料的机械合金（MA）在3小时内单相中提供了立方MG_2SN。结果表明，延长的MA处理时间在5小时时在5小时时产生了混合的立方体和原骨相Mg_2sn，在7.5小时时产生了正交单相。研究了使用所获得的样品制备的MG_2SN电极的放电能力的电荷分离循环依赖性。结果表明，尽管仅立方体晶体的电池能力很小，但是当混合相与原骨晶体混合时，容量会增加，并且即使在20个周期后，容量仍保持在250 mahg^<-1>。正交单相电极的结果表明，这种增加的能力和良好的循环特性是由于正交相的贡献。此外，发现混合相MG_2SN电极的充电和放电周期特性与MG_2GE和MG_2SI相比明显高。