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Liイオン電池材料LiCoO$$_{2}$$の金属置換による結晶構造と伝導経路への影響

Metal doping effects of LiCoO$$_{2}$$ on crystal structure change and conduction path analyzed by neutron powder diffraction

井川 直樹   ; 田口 富嗣; 内海 渉

Igawa, Naoki; Taguchi, Tomitsugu; Utsumi, Wataru

Liイオン電池用正極材料LiCoO$$_{2}$$の金属イオンをMnやNiで置換することによって合成したLiCo$$_{x}$$Ni$$_{y}$$Mn$$_{1-x-y}$$O$$_{2}$$に関して、結晶構造変化やLiの伝導経路の金属置換効果について中性子回折法を用いて評価した。今回合成したLiCo$$_{x}$$Ni$$_{y}$$Mn$$_{1-x-y}$$O$$_{2}$$の結晶構造は六方晶構造(空間群:${it R}$-3${it m}$)であり、3${it a}$, 3${it b}$, 6${it c}$の各サイトを各々Li,金属元素,酸素が占める。LiCoO$$_{2}$$ではLiと金属サイトの間でイオンの相互置換がないが、このCoの一部をMnやNiで置換すると相互置換が発生する。Rietveld解析の結果、Co量の低下に従ってほぼ一様に相互置換量が増加し、LiCo$$_{1/3}$$Ni$$_{1/3}$$Mn$$_{1/3}$$O$$_{2}$$の置換率は約3.8%、Coを含まないLiNiO$$_{2}$$では約15%にまで達することがわかった。また、MEMによって解析したLi伝導経路についても報告する。

The crystal structure and Li conduction path of Mn and Ni substituted LiCoO$$_{2}$$ compounds, LiCo$$_{x}$$Ni$$_{y}$$Mn$$_{1-x-y}$$O$$_{2}$$, were analyzed out by the Rietveld/ maximum entropy method applying the neutron powder diffraction data. Those structures were basically the same as original LiCoO$$_{2}$$ with a space group, ${it R}$-3${it m}$. The Rietveld analyses reveals that some Li and Ni atoms interchanged each other by the substitution of Ni to Li while Li, ${Co, Ni, Mn}$, and O mainly occupied at 3${it a}$, 3${it b}$ and 6${it c}$ sites, respectively. It was found that the interchange ratio was increased with the decreasing the content of Co.

発表言語

 :

Japanese

掲載資料名

 :

巻

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号

 :

ページ数

 :

発行年月

 :

発表会議名

 :

日本中性子科学会第9回年会

開催年月

 :

2009/12

開催都市

 :

東海

開催国

 :

日本

キーワード

 :

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特許データ

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JRR-3M(研究炉3)  

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