電極/固体電解質ヘテロ界面におけるイオンのトポケミカル挿入・脱離挙動の解明

阐明电极/固体电解质异质界面上离子的拓扑化学插入和解吸行为

• 批准号: 09J03366
• 负责人: 奥村 豊旗
• 金额: $ 0.9万
• 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: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2010
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J03366/
• 关键词: リチウムイオン二次電池; X線吸収分光法; 固固ヘテロ界面

安全性の高い全固体リチウムイオン二次電池の開発に求められる充放電時の高出力化を実現するため1)構成材料である固体電解質もしくは電極内でのリチウムイオン拡散挙動向上の設計指針確立、2)電極/固体電解質界面でのイオン移動の向上をはかるため、その界面での化学的・物理的状態を結晶構造・電子状態の観点から明らかにすることを目的に研究を遂行した。バルク物性解析では、本年度、電極材料に焦点をあて、ボルドー大学のDelmas教授との共同研究のもと核磁気共鳴測定手法を用いて局所構造解析を行った。その結果、電極材料を構成するリチウムイオンと周囲の遷移金属イオンとの相互作用により、これまで明らかにされてこなかった電極内部の詳細な局所構造を明らかにした。また前年度の業績である固体電解質材料におけるリチウムイオン拡散挙動と電子・局所構造との関係を雑誌論文2報に出版した。界面に関する研究では、前年度開発した新規測定手法である深さ分解X線吸収分光法を適用し、より本格的に電極/固体電解質界面に異種層を付与した際の電子・局所構造を解析した。また、その電気化学特性(電池としての性能)を合わせて測定した。その結果、電極/電解質界面にある特定の異種層を導入することで、先程の界面でのリチウムイオン移動に優位な挙動を示すことが明らかとなった。また、優位な挙動を示す理論を電子・局所構造より明らかにした。本内容は雑誌論文に出版した。このことにより、全固体リチウムイオン二次電池のような全固体イオンデバイス内での各々の律速過程におけるイオン移動と電子・局所構造との相関が明らかとなり、全固体電池の高出力化のための設計指針確立が明らかとなった。

High security の い all solid リ チ ウ ム イ オ ン secondary battery の open 発 に o め ら れ る when charging and discharging の higher influence を be presently す る た め 1) constitute a material で あ る solid electrolyte も し く は electrodes で の リ チ ウ ム イ オ ン company, and a scattering of の 挙 trend design pointer establishment, 2) electrode/electrolyte interface solid で の イ オ ン mobile の upward を は か る た め, そ の Interface で の chemical, physical state を crystal structure, electron state の 観 point か ら Ming ら か に す る こ と を objectives に を carries out し た. Analytical で バ ル ク property は, the focus of this year, the electrode material に を あ て, ボ ル ド の ー university professor Delmas と の joint research の も と nuclear magnetic 気 resonance technique を measure い bureau tectonic line analytical を っ て た. そ の results, electrode material を す る リ チ ウ ム イ オ ン と weeks 囲 の migration metal イ オ ン と の interaction に よ り, こ れ ま で Ming ら か に さ れ て こ な か っ た electrode internal の detailed な bureau structure を Ming ら か に し た. ま た before annual performance で の あ る solid electrolyte materials に お け る リ チ ウ ム イ オ ン company, scattered 挙 move と electronic bureau, tectonic と の masato is を 雑 tzu paper 2 newspaper published に し た. Interface に masato す る research で は, before the annual 発 し た new gauge measurement technique で あ る deep さ decomposition X-ray 収 absorption spectrometry を し, よ り this lattice に electrode/electrolyte interface に heterogeneous solid layer を give し た interstate の, electronic bureau, tectonic analytical し を た. The electrical and chemical properties of また and そ <s:1> (battery と て <s:1> performance)を were combined with わせて to determine た た. そ の results, electrode/electrolyte interface に あ る specific の heterogeneous layer を import す る こ と で, first cheng の interface で の リ チ ウ ム イ オ ン mobile に primacy な 挙 dynamic を shown す こ と が Ming ら か と な っ た. ま た, optimal な 挙 dynamic を を す theory in electronic, bureau structure よ り Ming ら か に し た. The content of this article is 雑 雑. The paper に was published by た. こ の こ と に よ り, total solid リ チ ウ ム イ オ ン secondary battery の よ う な all solid イ オ ン デ バ イ ス within で の each 々 の law speed process に お け る イ オ ン, mobile と electronic bureau, tectonic と の phase masato が Ming ら か と な り, all higher than that of solid battery の force の た め の design pointer establishment が Ming ら か と な っ た.

项目成果

固体電解質上正極薄膜の深さ分解X線吸収分光法による電子・局所構造解析

使用深度分辨 X 射线吸收光谱对固体电解质上的正极薄膜进行电子/局域结构分析

• 发表时间: 2010
• 作者: 奥村豊旗;菊谷大祐;福塚友和;内本喜晴;寺田靖子;谷田肇;宇留賀朋也;高垣昌史;豊川秀訓;入山恭寿;雨澤浩史
• 通讯作者: 雨澤浩史

Effect of Local Structure Change with Fluoride Anion Doping on Li-Ion Conduction in Lithium Lanthanum Titanate

氟阴离子掺杂局部结构变化对钛酸锂镧锂离子传导的影响

• 发表时间: 2010
• 作者: 奥村豊旗;福塚友和;内本喜晴;齋藤守弘;桑野潤
• 通讯作者: 桑野潤

深さ方向での固体電解質基板上正極薄膜の電子・局所構造解析

固体电解质基底上正极薄膜深度方向的电子/局域结构分析

• 发表时间: 2010
• 作者: 奥村豊旗;中堤貴之;菊谷大祐;福塚友和;内本喜晴;寺田靖子;谷田肇;宇留賀朋也;高垣昌史;豊川秀訓;入山恭寿;雨澤浩史
• 通讯作者: 雨澤浩史

Improvement of lithium ion conductivity for A-site disordered lithium lanthanum titanate perovskite oxides by fluoride ion substitution

通过氟离子取代提高A位无序钛酸锂镧钙钛矿氧化物的锂离子电导率

• 发表时间: 2011
• 期刊: Journal of Materials Chemistry
• 作者: 奥村豊旗;伊奈稔哲;折笠有基;荒井創;内本喜晴;小久見善八
• 通讯作者: 小久見善八

Effect of average and local structures on lithium ion conductivity in La2/3-xLi3xTiO3

• DOI: 10.1039/c0jm04372a
• 发表时间: 2011-01-01
• 期刊: JOURNAL OF MATERIALS CHEMISTRY
• 作者: Okumura, Toyoki;Ina, Toshiaki;Ogumi, Zempachi
• 通讯作者: Ogumi, Zempachi