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J-GLOBAL ID：201502215590425741   整理番号：15A1407177

新規LiScO₂系リチウムイオン導電体の合成,結晶構造解析,イオン導電特性

Synthesis, Crystal Structure and the Ionic Conductivity of New Lithium Ion Conductors, M-doped LiScO₂ (M = Zr, Nb, Ta)

著者 (5件)： 趙国偉 (東京工業大学総合理工学研究科物質電子化学専攻) ,  MUHAMMAD Iqbal (東京工業大学総合理工学研究科物質電子化学専攻) ,  鈴木耕太 (東京工業大学総合理工学研究科物質電子化学専攻) ,  平山雅章 (東京工業大学総合理工学研究科物質電子化学専攻) ,  菅野了次 (東京工業大学総合理工学研究科物質電子化学専攻)
資料名： 粉体および粉末冶金  (Journal of the Japan Society of Powder and Powder Metallurgy)
巻： 62  号： 11  ページ： 543-547 (J-STAGE)  発行年： 2015年 
JST資料番号： F0691A  ISSN： 0532-8799  CODEN： FOFUA2  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： 日本 (JPN)  言語： 日本語 (JA)

抄録/ポイント： リチウムイオン電池の固体電解質にはイオン伝導率,化学的安定性,電気的安定性など様々な特性が求められるが,これをすべて満たす材料はない。その中でLiScO₂はイオン導電率573Kで4X10^-9Scm^-1程度で,高い安定性を示す材料系として魅力的である。しかし,異元素添加により導電性の向上が期待されるが検討されていない。そこで本研究では,LiScO₂を固相法で合成し様々な元素を添加することで,そのイオン伝導性の変化を調べた。得られた知見を以下に示す。1)Nb⁵⁺,Ta⁵⁺,Zr⁴⁺の添加によりイオン伝導率が二桁向上し,さらにイオン導電の障壁となる活性化エネルギーが低下した。2)Zr⁴⁺を10%添加した際に最大のイオン導電率が観測され,その値は623Kで7.94x10^-6Scm^-1であった。3)高酸化数のカチオンを導入でリチウム欠損を形成することが,イオン導電特性向上に強く影響することが明らかとなった。

シソーラス用語： 電気伝導率 ,  イオン伝導 ,  *リチウムイオン電池 ,  固体電解質 ,  酸化物 ,  リチウム化合物 ,  スカンジウム化合物 ,  酸素酸塩 ,  ジルコニウム ,  ニオブ ,  タンタル ,  カチオン ,  添加物効果 ,  結晶構造 ,  *固体電解質電池 ,  イオン伝導体 ,  スカンジウム酸塩 ,  化学的安定性 ,  イオン伝導率 ,  チャージバランス
準シソーラス用語： イオン導伝率 ,  ニオビウム ,  電気的安定性

分類 (1件)： 二次電池  (YB04030K)

引用文献 (10件)：

• 1) N. Kamaya, K. Homma, Y. Yamakawa, M. Hirayama, R. Kanno, M. Yonemura, T. Kamiyama, Y. Kato, S. Hama, K. Kawamoto, A. Mitsui: “A lithium superionic conductor”, Nat Mater, 10 (2011) 682-686.
• 2) K. Takada: “Interfacial Nanoarchitectonics for Solid-State Lithium Batteries”, Langmuir, 29 (2013) 7538-7541.
• 3) S. Adams, R. P. Rao: “Ion transport and phase transition in Li_7-xLa₃(Zr_2-xM_x)O₁₂ (M = Ta⁵⁺, Nb⁵⁺, x = 0, 0.25)”, J. Mater. Chem., 22 (2012) 1426-1434.
• 4) Y. Inaguma, C. Liquan, M. Itoh, T. Nakamura, T. Uchida, H.Ikuta, M. Wakihara: “High ionic conductivity in lithium lanthanum titanate”, Solid State Commun., 86 (1993) 689-693.
• 5) P. Birke, S. Scharner, R. A. Huggins, W. Weppner: “Electrolytic Stability Limit and Rapid Lithium Insertion in the Fast-Ion-Conducting Li_0.29La_0.57TiO₃ Perovskite-Type Compound”, J. Electrochem. Soc., 144 (1997) L167-L169.

タイトルに関連する用語 (4件)： リチウム ,  結晶構造解析 ,  イオン ,  導電特性