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Characterization of nano-sized epitaxial Li$$_{4}$$Ti$$_{5}$$O$$_{12}$$(110) film electrode for lithium batteries

リチウムイオン電池のためのナノサイズLi$$_{4}$$Ti$$_{5}$$O$$_{12}$$(110)エピタキシャル膜の特性評価

Kim, K.-S.*; 当寺ヶ盛 健志*; 鈴木 耕太*; 田港 聡*; 田村 和久; 水木 純一郎; 平山 雅章*; 菅野 了次*

Kim, K.-S.*; Tojigamori, Takeshi*; Suzuki, Kota*; Taminato, So*; Tamura, Kazuhisa; Mizuki, Junichiro; Hirayama, Masaaki*; Kanno, Ryoji*

充放電過程におけるLi$$_{4}$$Ti$$_{5}$$O$$_{12}$$薄膜の電気化学特性および構造変化について調べた。X線回折およびX線反射率測定を行った結果、Li$$_{4}$$Ti$$_{5}$$O$$_{12}$$膜は電解液と接触し、1回目の充放電サイクルを行う間、大きな構造変化が見られた。薄膜表面は、バルク構造とは異なった構造をとっており、これがナノサイズLi$$_{4}$$Ti$$_{5}$$O$$_{12}$$電極が高容量である一方、不安定である原因であることがわかった。

Electrochemical properties and structure changes of nano-sized Li$$_{4}$$Ti$$_{5}$$O$$_{12}$$ during lithium (de)intercalation wereinvestigated using a two-dimensional thin film electrode. Li$$_{4}$$Ti$$_{5}$$O$$_{12}$$ thin films were deposited on a Nb:SrTiO$$_{3}$$(110)substrate by a pulsed laser deposition technique. In situ X-ray diffraction measurements clarified the drastic structural changes of the Li$$_{4}$$Ti$$_{5}$$O$$_{12}$$film upon soaking in the electrolyte and during the first intercalation and deintercalation processes. The surfaceregion of Li$$_{4}$$Ti$$_{5}$$O$$_{12}$$ had a different structure from the bulk during electrochemical cycling and could cause the nanosizedLi$$_{4}$$Ti$$_{5}$$O$$_{12}$$ electrodes to have high capacities and poor stabilities.

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分野:Electrochemistry

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