薄膜マイクロ電池用リチウムイオン導電体の原子レベル構造制御と構造解析

薄膜微电池锂离子导体的原子级结构控制和结构分析

• 批准号: 23560827
• 负责人: 鶴井 隆雄
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23560827/
• 关键词: リチウム電池; 透過型電子顕微鏡; 構造解析; ナノ結晶

近年、携帯電話やポータブルコンピューターなどに代表されるポータブル電子機器の進歩に伴い、その駆動用電源である電池に対しても高エネルギー密度化への要望が高まっており、その中でも特にリチウム二次電池は高エネルギー密度化が最も期待される電池として、各方面で盛しに研究開発が行われている。材料物性研究の分野において、透過型電子顕微鏡(TEM)は構造解析の手法の1つとして欠かせない実験手段となっている。しかしながら、その一方でTEMは、実験条件の最適化とともに、光学原理、回折原理に基づいた橡の正しい解釈の必要性が強く要求されるために、リチウムイオン電池の微細構造の評価において、その威力を十分に発揮できていないのが現状である。本研究は、高分解能透過型電子顕微鏡(HREM)および分析電子顕微鏡を用いて、薄膜マイクロ電池用LiCoO_2正極材料の微細構造解析を行い、ナノ結晶相や刃状転位の形成機構を明らかにすることによって、微細構造の変化と劣化特性との関係を明らかにするとともに、充放電のメカニズムを微視的に明らかにするための基礎的知見を得ることを目的として行った。その結果、LiCoO_2薄膜には100-200nmサイズの粒子が存在し、その中に同サイズのCo_3O_4粒子が独立して存在し、(221)配向していることを明らかにした。また、充放電サイクルに伴う微細構造の変化を系統的に調べたところ、100-200nmサイズの粒子が細分化され、5nmサイズのナノ結晶が形成されることを明らかにした。今回、充放電サイクルに伴い、ナノサイズで微細構造の変化が生じることを明らかにすることができた。今後、より詳細に調べることにより、充放電特性の劣化機構をより詳細に微視的に明らかにすることが期待できる。

In recent years, mobile phones and mobile phones represent the progress of various electronic devices, and the development of battery power supplies for mobile phones and mobile phones is expected to increase the density of secondary batteries. The methods of structural analysis in the field of physical properties research, transmission electron microscopy (TEM) and transmission electron microscopy (TEM) are discussed in detail. The optimization of TEM conditions, optical principles, folding principles, the necessity of correct solution of basic rubber, and the evaluation of cell microstructure, as well as the development of power, are all required. In this study, the microstructure analysis of LiCoO_2 electrode material for thin film battery was carried out, and the mechanism of formation of crystalline phase and knife-edge position was investigated. The relationship between microstructure and degradation characteristics was discussed. The basic knowledge of micro-vision in China is obtained through micro-vision. The results show that the particles of LiCoO_2 thin films exist in the range of 100 - 200 nm, and the particles of Co_3O_4 in the range of (221) alignment exist independently. The fine structure of the crystal is divided into 100 - 200 nm particles and 5 nm particles. Now, in the past, the Chinese government has made great efforts to promote the development of fine structures. In the future, the detailed adjustment, the full discharge characteristics and the deterioration mechanism will be detailed in the Weishi app.

项目成果

Atomic-Resolution Structural Analysis of La_<2/3-x>Li_<3x>TiO_3 by Transmission Electron Microsoopy

透射电子显微镜对La_<2/3-x>Li_<3x>TiO_3原子分辨率结构分析

• 发表时间: 2011
• 作者: Y. Goto;K. Nishimura;A. Kitano;H. Yamazaki;安井信行;上地進;細井由彦;杉本泰亮;小川浩;細井由彦・岩崎翔志・Dagnachew Aklog・増田貴則;細井由彦・灘英樹・増田貴則・赤尾聡史;谷本圭志・杉本泰亮・宮本慎也・灘英樹・細井由彦;脇本伊知郎・増田貴則・細井由彦;細井由彦・小川浩・城戸由能・奧村早代子・関川貴寛;上地進;鶴井隆雄;鶴井隆雄
• 通讯作者: 鶴井隆雄

CuI-Cu_2MoO_4超イオン導電性ガラスのナノ相分離

CuI-Cu_2MoO_4超离子导电玻璃的纳米相分离

• 发表时间: 2011
• 作者: Y. Goto;K. Nishimura;A. Kitano;H. Yamazaki;安井信行;上地進;細井由彦;杉本泰亮;小川浩;細井由彦・岩崎翔志・Dagnachew Aklog・増田貴則;細井由彦・灘英樹・増田貴則・赤尾聡史;谷本圭志・杉本泰亮・宮本慎也・灘英樹・細井由彦;脇本伊知郎・増田貴則・細井由彦;細井由彦・小川浩・城戸由能・奧村早代子・関川貴寛;上地進;鶴井隆雄
• 通讯作者: 鶴井隆雄