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R-10
2019

Li2MnO3正極材料の微粒子中ドメイン境界構造解析




課題
Li2MnO3はLi含有量が多く、大容量Liイオン電池の新規正極材料として注目されている。しかし結晶性が高いと電池動作せず、結晶性の低下やNiの添加によって電池容量が増加する現象が確認されている。
構造解析の報告も多くなされているが、粒子の内部欠陥については試料厚みや表面相の投影効果のため、原子分解能での分析を行うことが困難である。

解決手段
厚みのある粉末試料の内部構造を電子顕微鏡で観察するため、粒子をスライス加工した試料を作製し、収差補正走査透過電子顕微鏡による観察を行った。

成果・優位性
面内回転に対応した積層欠陥は、粒子内部でも表面と同様の分布を示す。
同じ積層面内で異なる回転方位が共存しており特性との相関が示唆される。


実験方法: 収差補正走査透過電子顕微鏡
Li2MnO3の積層パターン
面内回転の境界構造の例
左図)Li2Ni0.5Mn1.5O3粒子のSTEM像
上図)異なる回転角領域の隣接箇所の拡大図

・異なる回転領域の隣接箇所でカチオンのミキシングが発生していることを確認
・Ni添加によりその頻度が増加しており、Li脱離障壁の低下や拡散経路の形成を示唆



期待される市場・応用
大容量Liイオン電池用正極材料の開発


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