メカニカルアロイングによるリチウム侵入型金属間化合物とその電池充放電特性

机械合金化锂金属间化合物及其电池充放电特性

• 批准号: 10136233
• 负责人: 坂口 裕樹
• 金额: $ 1.02万
• 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: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10136233/
• 关键词: リチウム電池; 相変態; メカニカルアロイング; Mg_2Si; Mg_2Ge; リチウム貯蔵性金属間化合物; リチウムイオン二次電池

本研究では、Mgと4族元素であるSiあるいはGeを用いたリチウム貯蔵性金属間化合物Mg_2SiおよびMg_2Snを合成し、それらの性質を調べ、リチウム(イオン)二次電池の負極材料としての可能性を検討した。X線回折より、MgとSiを出発原料として行ったメカニカルアロイング(MA)では、90時間で単一相のMg_2Siが合成されることがわかった。一方MgとGeの場合は、20時間程度のMA処理により比較的結晶性の良いMg_2Geが単一相で得られることがわかった。上述の2種類の試料について、電池充放電サイクル数増加にともなう放電容量の変化を調べた。充・放電試験に用いた試験電極は、MA処理試料粉末、導電材、結着材を混練した後、Cuメッシュ1cm^2上に塗布したものである。混合比率は重量比で、MA処理粉末:導電材:結着材=75:20:5とした。電解液は1MLiCIO_4/PCで、評価セルには対極と参照極をリチウム板とする3極式セルを用いた。Mg_2Siは初期放電容量(1サイクル目)は最も大きいものの、充・放電サイクルに伴い著しい容量の低下が認められた。Mg_2Geについては、異なったMA処理時間で合成された試料の電池充放電特性を調査した。MA処理時間が25,40,80,100時間と長くなるにつれ第1サイクル目の充放電容量が減少することから、MA処理時間の増加にともなう結晶化度の変化が電池容量に大きく影響することがわかった。MA処理40時間の試料に着目すると、MA処理25時間のものと比較してサイクル初期の容量は小さいものの、容量の減少が抑制されており、4サイクル目で逆転することが認められた。したがって、適度なMA処理は電池充放電サイクル寿命の延長に寄与することが見出された。

This study で は, Mg と 4 elements で あ る Si あ る い は Ge を with い た リ チ ウ ム storage 蔵 sex intermetallic compound Mg_2Si お よ び Mg_2Sn を synthetic し, そ れ ら の nature を べ, リ チ ウ ム (イ オ ン) secondary battery anode materials の と し て の possibility を beg し 検 た. X-ray inflexion よ り, Mg と Si を 発 materials と し て line っ た メ カ ニ カ ル ア ロ イ ン グ (MA) で は, 90 time で 単 a phase の Mg_2Si が synthetic さ れ る こ と が わ か っ た. One Mg と Ge は の occasions, 20 degree の time MA 処 に よ り comparison of crystalline の good い Mg_2Ge が 単 one phase で ら れ る こ と が わ か っ た. The above <s:1> two types of <s:1> test materials に に に に て て て, and the battery charge and discharge サ <s:1> <s:1> て べた, the increase in the number of charges and discharges にと なう, the discharge capacity <e:1> changes を and べた. Charge, discharge test に with い た test electrode は, MA 処 sample powder, conductive material and the material practice し を mix, Cu after た メ ッ シ ュ 1 cm ^ 2 に し coated た も の で あ る. Mixing ratio で weight ratio で MA treatment powder: conductive material: binder =75:20:5と た た. Electrolyte は mlicio_4/1 PC で, review 価 セ ル に は extremely と reference を seaborne リ チ ウ ム plate と す る 3 pole セ ル を with い た. Mg_2Si は early discharge capacity (1 サ イ ク ル mesh) は も most big き い も の の, charge, discharge サ イ ク ル に with い the し い low capacity の が recognize め ら れ た. Mg_2Geに に に て て て た, different なったMA processing time で synthetic された test material を battery charge and discharge characteristics を investigation た た. MA 処 reason long time が 25,40,80,100 と く な る に つ れ 1 サ イ ク ル mesh の charge-discharge capacity が reduce す る こ と か ら, MA 処 time の raised に と も な う crystallization degree の variations change が battery capacity に big き く influence す る こ と が わ か っ た. MA 処 manage 40 time の sample に with mesh す る と 25 time, MA 処 の も の と compare し て サ イ ク ル early の small capacity は さ い も の の, capacity decrease の the が さ れ て お り, 4 サ イ ク ル mesh で inverse planning す る こ と が recognize め ら れ た. Youdaoplaceholder0 たがって, moderate なMA treatment of <s:1> battery charging and discharging サ サ <s:1> <s:1> <s:1> lifespan <s:1> extension に sent to する とが とが とが see された.

项目成果

H.Sakaguchi et al.: "Synthesis of Lithium Storage Intermetallic Compounds as Anode Materials" Denki Kagaku. 66巻12号. 1291-1292 (1998)

H. Sakaguchi 等人：“作为阳极材料的锂储存金属间化合物的合成”Denki Kagaku，第 66 卷，第 12 期。1291-1292 (1998)

H.Sakaguchi et al.: "Synthesis and Anode Behavior of Lithium Storage Intermetallic Compounds with Various Crystallinities" J.Power Sources. (印刷中).

H. Sakaguchi 等人：“具有各种结晶度的锂存储金属间化合物的合成和阳极行为”J. Power Sources（正在出版）。