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J-GLOBAL ID：201402206685346833   整理番号：14A1239255

電池性能向上のためのコア-シェル構造LiMn_0.5Fe_0.5PO₄@Cの精密表面制御

Accurate surface control of core-shell structured LiMn_0.5Fe_0.5PO₄@C for improved battery performance

著者 (7件)： CHI Zi-Xiang (Inst. of Chemistry, Chinese Acad. of Sci. (CAS), Beijing, CHN) ,  ZHANG Wei (Inst. of Chemistry, Chinese Acad. of Sci. (CAS), Beijing, CHN) ,  WANG Xu-Sheng (Peking Univ., Beijing, CHN) ,  CHENG Fu-Quan (Peking Univ., Beijing, CHN) ,  CHEN Ji-Tao (Peking Univ., Beijing, CHN) ,  CAO An-Min (Inst. of Chemistry, Chinese Acad. of Sci. (CAS), Beijing, CHN) ,  WAN Li-Jun (Inst. of Chemistry, Chinese Acad. of Sci. (CAS), Beijing, CHN)
資料名： Journal of Materials Chemistry A. Materials for Energy and Sustainability  (Journal of Materials Chemistry A. Materials for Energy and Sustainability)
巻： 2  号： 41  ページ： 17359-17365  発行年： 2014年11月07日 
JST資料番号： W0204B  ISSN： 2050-7488  CODEN： JMCAET  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： リチウムイオン電池(LIB)用カソードとして高いエネルギー密度を発揮しうる多価陰イオン型遷移金属化合物LiMn_0.5Fe_0.5PO₄(LMFP)の欠点である電気伝導度の低さを改善するために,表面に炭素を精密に被覆する方法を開発した。ゾルゲル法に類似した方法として,レソルシノール-ホルムアルデヒド(RF)原料液を用いてLMFPナノ粒子表面にて重合を行わせ,硬化と黒鉛化処理を行った。LMFP粒子は200~500nmの大きさのロッド状であり,その表面に炭素層が均一に被覆されているコア-シェル構造の形成が確認された(LMFP@C)。原料液中のレソルシノール濃度またはLMFP粒子混合量を変化させ,あるいは重合時間を変化させることにより,炭素シェル層の厚さをnmオーダーで精密に制御することができた。得られたLMFP@CをLIBカソードに用いて,充放電試験,電気化学インピーダンス試験,サイクル特性試験を行った。炭素シェルを有するLMFPカソードの放電容量は大きく増加したが,炭素シェルの厚さ3nmが最適値であり,それ以上シェル厚さが増すと却って放電容量は低下した。55°Cという高温での50サイクル試験後にも,炭素シェルの厚さ3nm以上のカソードは特性がほとんど低下しなかった。電解液中,55°CでのLMFPの溶出試験を行った結果,炭素シェルは溶出を抑えるのに有効であった。LIBの非常時の安全性の評価として,623Kまで加熱した場合の発熱を試験した結果,炭素シェルは発熱を抑える効果があった。本研究による炭素シェル被覆方法は,精密制御が可能で,簡易で経済性に優れており,今後の応用が期待される。

シソーラス用語： *リチウムイオン電池 ,  カソード ,  *電極材料 ,  *ナノ粒子 ,  リチウム化合物 ,  マンガン化合物 ,  リン酸塩 ,  *被覆 ,  エネルギー密度 ,  電気伝導率 ,  ゾル-ゲル法 ,  重合 ,  架橋【高分子】 ,  黒鉛化 ,  充放電サイクル ,  電気化学インピーダンス ,  電池容量 ,  溶出 ,  発熱 ,  X線回折分析 ,  電子顕微鏡観察 ,  赤外分光法 ,  示差走査熱量測定 ,  鉄化合物 ,  脂肪族アルデヒド ,  多価フェノール
準シソーラス用語： *カソード材料 ,  *コア/シェルナノ粒子 ,  リン酸リチウムマンガン鉄 ,  硬化【高分子】 ,  示差走査熱量分析 ,  *炭素被覆 ,  電気伝導度 ,  電池性能 ,  透過型電子顕微鏡法 ,  放電容量

分類 (3件)： 二次電池  (YB04030K) ,  電極過程  (CB07040U) ,  塩  (CD01050V)

物質索引 (2件)： ホルムアルデヒド ,  レソルシノール

タイトルに関連する用語 (4件)： 電池性能 ,  コア ,  シェル構造 ,  精密