量子ビームと第一原理計算を用いた 0.5Li2MnO3-0.5Li(Mn1/3Ni1/3Co1/3)O2の 定常状態における平均·電子·局所構造のレート依存

摘要

近年、リチウムイオン電池の用途が大型蓄電システムなどに拡大するにつれて、さらなる高エネルギー密 度の正極材料が求められている。zLi2MnO3-(1-z)Li(Mn1/3Ni1/3Co1/3)O2系固溶体材料は 4.6 V 以上の充電で 200 mAh g-1 以上の高放電容量を示すことから、次世代 Li イオン電池正極材料の有望な候補の１つとして期待さ れている。しかし、この材料は急速充放電時における容量の低下が著しいという問題点がある 1) 。このよう な背景から先行研究においては、この固溶体材料の中で特に良好な特性が得られたz = 0.5の初回急速充電時 における結晶構造変化について検討してきた2) 。しかし、高容量が得られる定常状態(5サイクル目)における 詳細な構造の変化は未だ検討されていない。そこで本研究では 0.5Li2MnO3-0.5Li(Mn1/3Ni1/3Co1/3)O2の定常状態 に着目し、量子ビームと第一原理計算を用いた平均·電子·局所構造解析を行うことで、急速充放電が平均· 電子·局所構造に及ぼす影響を明らかにすることを目的とした。