急速充放電に向けた有機ホスホン酸を用いたリン酸鉄リチウムナノ粒子の合成

摘要

リチウムイオン二次電池の正極材料は、電気自動車などの大型電池への応用により、高容量化に加 えて急速な充放電への対応が重要となっている。リン酸鉄リチウム(LiFePO4)は理論容量が約 170 mAh/gと正 極材料の中でも比較的大きく、化学的に安定であり、低価格で環境にも優しい鉄やリン酸を原料として合成 出来ることから注目を集めている。しかし、リチウムイオン拡散速度、電子導電性が低いため、急速な充放 電を行うことができない。その対策として、リチウムイオン拡散距離を短くするための「ナノ粒子化」と、 電子導電性向上を目的とした「カーボンコート」が行われている[1] 。カーボンコートは、予め合成したリン 酸鉄リチウムとカーボン源を単純に混合後、不活性雰囲気中で焼成することでコンポジットを形成する方法 が主流である[2] 。しかし、この方法ではリン酸鉄リチウムとカーボン源が物理的に付着しているだけで、均 一で密着したカーボンコートを行うことができず、急速な充放電に対応できず容量の低下を引き起こす。つ まり、リン酸鉄リチウムの合成段階でのナノ粒子化とカーボン源での均一な被覆を行うことが重要である。