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中性子回折法によるLiイオン二次電池正極材LiMn$$_{2}$$O$$_{4}$$のLi伝導経路解析

Li diffusion path in LiMn$$_{2}$$O$$_{4}$$ analyzed by neutron diffraction

井川 直樹   ; 樹神 克明   ; 田口 富嗣; 社本 真一  

Igawa, Naoki; Kodama, Katsuaki; Taguchi, Tomitsugu; Shamoto, Shinichi

Liイオン二次電池の正極材料LiMn$$_{2}$$O$$_{4}$$ついて、高出力化や安定性に関与する重要な因子である結晶構造とLi拡散経路を中性子回折法により解析した。Rietveld解析の結果、室温におけるLiMn$$_{2}$$O$$_{4}$$の結晶構造は空間群:${it Fd}$-3${it m}$、格子定数${it a}$=0.82442(3)nmであり、Li, Mn及びOは各々単位胞中の8${it b}$, 16${it c}$, 32${it e}$サイトを占める。また、LiNiO$$_{2}$$などで観察され、Liイオン伝導度低下の一因と考えられるLi-金属サイト間のカチオンミキシングは起こらないことがわかった。最大エントロピー法解析の結果、Liの原子核密度分布は3次元ネットワーク状の広がりを見せることから、Li拡散はこのネットワークに沿って3次元的に生じていると考えられる。

The crystal structure of LiMn$$_{2}$$O$$_{4}$$ was analyzed by the Rietveld method using the neutron powder diffraction, and the neutron scattering length density map was analyzed for the investigation of the Li conduction path by the maximum entropy method. The crystal structure could be refined with the space group, ${it Fd}$-3${it m}$ with a lattice constant, ${it a}$ = 8.2442(3) ${AA}$ at room temperature. We estimated that Li, Mn and O atoms were occupied at 8${it b}$, 16${it c}$ and 32${it e}$ sites, respectively. And the cation mixing between Li and metal sites was not observed. Three-dimensional Li diffusion path was observed in the neutron scattering length density map analyzed by maximum entropy method.

使用言語

 :

Japanese

掲載資料名

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巻

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号

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ページ数

 :

発行年月

 :

発表会議名

 :

日本セラミックス協会2011年年会

開催年月

 :

2011/03

開催都市

 :

浜松

開催国

 :

日本

キーワード

 :

no keyword

特許データ

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PDF

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使用施設

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JRR-3M(研究炉3)  

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