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2013-1

リチウムイオン伝導性酸化物の短時間・低温合成技術


技術のポイント

安価な原料を用いた低温・短時間のセラミックスプロセスによるリチウムイオン伝導体の新製法

基礎研究


背景
Li7La3Zr2O12(LLZ)は、水やLi金属にも安定な高リチウムイオン伝導酸化物。従来法では、高温の繰り返し焼成によって単一相を得ている。

目的
固相法によるLLZの生成メカニズムを解明し、LLZ単一相粉末を容易に得られる製法を開発する。

成果
Li2CO3+La2O3+ZrO2からのLLZ生成過程を解明。LLZは、La2Zr2O7を経て生成する。
La2Zr2O7を出発原料とする合成プロセスを検討し、750℃1hの熱処理で単一相LLZが得られることを明らかにした。
新プロセスでは、Liの揮散がほとんど起こらず、過剰Liの添加不要。


図1. Li7La3Zr2O12(LLZ)の結晶構造
図2. 従来法での反応メカニズム
図3. 開発プロセスでの熱処理温度と生成相



今後の展開
高密度焼結体の作製
他のLiイオン伝導性酸化物の
合成プロセスとしても展開
高効率で安価なLiイオン電池材料

謝辞 本研究はNEDO委託事業の一部として実施したものである。



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