高温イオン液体中の酸素の電気化学酸化によるLix(Al,Mn)Oy高電位正極創製

高温离子液体中氧电化学氧化制备Lix(Al,Mn)Oy高电位阴极

• 批准号: 26810124
• 负责人: 大石 昌嗣
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-26810124/
• 关键词: リチウムイオン二次電池; 正極材料; 放射光測定; 高容量正極材料; リチウム過剰系正極材料

Li[Li0.2Al0.4Mn0.4]O2 は，逆共沈法および固相反応を用いて合成した．比較対象試料として，Li[Li0.2Ni0.4Mn0.4]O2も同様に合成した．得られた粉末に導電助剤と結着剤を加え合材正極を作製した．正極および負極と参照極（リチウム箔），セパレータ，電解液（1M LiPF6, EC/EMC）からなる電池を作製した．両試料ともに，リチウム過剰系正極材料に見られる典型的な充放電プロファイルを示し，大きな初期不可逆充電容量を示した．初期放電以降は可逆的な充放電特性を示した．酸素の酸化還元反応を観察するために，立命館大学SRセンターBL11にて，大気暴露せずにトランスファーベッセルにて封入した電極のOのK吸収端のX線吸収分光(XAS)測定及び酸素O1sのX線光電子分光測定をSPring-8 (BL28XU)にて行った．マンガンの挙動に関しても，Mn KとL吸収端のXAS測定をおこなった．Li[Li0.2Al0.4Mn0.4]O2正極の初期充電時においては，Mnの価数変化はほぼなかった．O K端XAS測定より，充電に伴い酸素の酸化を示唆するスペクトル変化を確認した．得られたスペクトルは超酸化物または過酸化物状態の酸素が結晶構造中に生成することを示唆していた．初期放電後以降のサイクルにおいては，MnとOの酸化還元反応を確認した．AlをNiに変更したLi[Li0.2Ni0.4Mn0.4]O2正極においても，NiとMnによる酸化還元反応に加えて，酸化物イオンの酸化還元反応が進行していると考えることができる．Li[Li0.2Al0.4Mn0.4]O2正極は電気容量がLi[Li0.2Ni0.4Mn0.4]O2と比較して小さかったことから，酸化物イオンの可逆的な酸化還元反応には，Niが重要な役割を果たしていることが分かった．

Li[Li0.2Al0.4Mn0.4]O2 は, inverse co-precipitation method およびsolid phase をいて synthesis した． For comparison, the sample sample Li[Li0.2Ni0.4Mn0.4]O2 is synthesized with the same material. Obtained られた powder and conductive auxiliary material, combined with を and え composite material positive electrode, made した. The positive electrode, the negative electrode, and the reference electrode (リチウム foil), セパレータ, electrolyte (1M LiPF6, EC/EMC), からなるbattery を were produced by した．両Sample ともに, リチウムpassing system cathode material に见られる typical な charge and discharge プロファイルをshow し, large きな initial irreversible charge capacity をshow した． The reversible charge and discharge characteristics after initial discharge are shown. Acidification and reduction of acid element and reaction of acid element, Ritsumeikan University SR and BL11 X-ray absorption spectrometry (XAS) measurement of the O-K absorption end of the enclosed electrode and X-ray photoelectron spectrometry measurement of acetate O1s SPring-8 (BL28XU)にて行った．マンガンの挙猙瀙しても, Mn KとL absorption end のXAS measurement をおこなった. During the initial charging of the Li[Li0.2Al0.4Mn0.4]O2 positive electrode, the number of Mn is changed. O K-terminal XAS measurement is carried out, and the charging process is confirmed by the acidification of the acid element and the acidification of the acid. Obtain the superacid compound または peracid state の acid element が in the crystal structure of the することをshows the していた． After the initial discharge, the acidification and reduction reaction of Mn and O was confirmed. AlをNiに変changeしたLi[Li0.2Ni0.4Mn0.4]O2 positive electrodeにおいても, NiとMnによる acidification reduction reaction にえて, acidification product イオンの acidification reduction reaction がしていると卡えることができる. Li[Li0.2Al0.4Mn0.4]O2 cathode and electric capacity comparison of Li[Li0.2Ni0.4Mn0.4]O2て小さかったことから, acidification イオンの reversible なacidification reduction reaction には, Ni がimportant なservice cut をfruit たしていることが分かった.

项目成果

リチウム過剰系正極材料における酸化物イオンの電荷補償機構

过量锂正极材料中氧离子的电荷补偿机制

• 发表时间: 2015
• 作者: 小林篤史;津留﨑陽大;久新荘一郎;美馬俊喜，杵淵郁也，吉本勇太，福島啓悟，徳増崇，高木周，松本洋一郎;大石 昌嗣,境田 真志,河口 智也,豊田 智史,市坪 哲,松原 英一郎
• 通讯作者: 大石 昌嗣,境田 真志,河口 智也,豊田 智史,市坪 哲,松原 英一郎