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超イオン伝導物質における伝導特性と構造に関する研究

超离子导电材料的导电性能及结构研究

基本信息

批准号：
08J05669
负责人：
小野寺陽平
金额：
$ 0.77万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

项目摘要

リチウムイオン伝導固体の中でも優れた特性を示す(Li2S)x(P2S5)100-x系について、中性子およびX線の回折・散乱実験によってリチウムの存在する環境を明らかすること、そして本系に発現した非常に優れたリチウムイオン伝導メカニズムを解明することが本研究の目的である。平成20年度に取得した中性子およびX線の回折・散乱データを用い、ガラス構造に関してはリバースモンテカルロシミュレーションによる3次元構造モデルの構築を、結晶構造に関してはリートベルト解析による結晶構造解析を行った。最も伝導度の優れたLi7P3S11非平衡結晶を析出する(Li2S)70(P2S5)30組成のガラスについて構築された3次元構造モデルにおいては、リチウムイオンは4個の硫黄原子に囲まれてLiS4四面体を形成しており、さらにそれらが集合したリチウムが豊富な領域ができていることが明らかになった。一方、Li7P3S11非平衡結晶の結晶構造解析の結果からも、リチウムイオンは4個の硫黄原子に囲まれた結晶サイトに存在していることが示唆された。したがって、ガラス状態で形成されたリチウムイオンの局所構造が非平衡結晶になっても維持されていることが明らかになった。また、リチウムイオンが規則的な結晶サイトに置かれることで、リチウムイオンは高い規則性を持って結晶構造中に分布している。このことから、ガラス構造において形成されたLiS4四面体が結晶化を経ても維持されており、さらにそのような局所構造を持ったリチウムイオンが規則的に分布することで、非平衡結晶はガラスよりも一桁高いイオン伝導性を発現しているものと考えられる。今後はガラスの3次元構造モデルと結晶構造の両方を用いて、イオン伝度経路の可視化に取り組んでいく予定である。

The characteristics of the medium and medium phase of the (Li2S)x(P2S5)100-x system are shown in the paper. In 2010, we obtained the analysis of crystal structure of three dimensional structure, structure of crystal structure and analysis of crystal structure related to X-ray reflection and scattering. The highest conductivity of Li7P3S11 non-equilibrium crystal precipitation (Li2S)70(P2S5)30 composition of the structure of the three-dimensional structure is composed of four sulfur atoms and LiS4 tetrahedra. The results of crystal structure analysis of a square, Li7P3S11 non-equilibrium crystal show that four sulfur atoms exist in the crystal structure. The structure of the crystal structure is not in equilibrium. The regular crystal structure is distributed in the regular crystal structure. The crystal structure of LiS4 tetrahedron is formed in the middle of the crystal structure, and the crystal structure of LiS4 tetrahedron is maintained in the middle of the crystal structure, and the crystal structure of LiS4 tetrahedron is maintained in the middle of the crystal structure. In the future, the three-dimensional structure of the crystal structure can be used in the visualization of the three-dimensional structure.