利用報告書 / User's Report

【公開日：2023.08.01】【最終更新日：2023.05.08】

課題データ / Project Data

課題番号 / Project Issue Number

22KT1226

利用課題名 / Title

フッ素ガスを用いた気相反応による革新型酸フッ化物材料の創製と構造解析

利用した実施機関 / Support Institute

京都大学

機関外・機関内の利用 / External or Internal Use

内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)

技術領域 / Technology Area

【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-

【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）革新的なエネルギー変換を可能とするマテリアル/Materials enabling innovative energy conversion（副 / Sub）-

キーワード / Keywords

SEM-EDX測定,蓄電池材料,電子顕微鏡/Electron microscopy,二次電池/ Secondary battery,電極材料/ Electrode material


利用者と利用形態 / User and Support Type

利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)

高見 剛

所属名 / Affiliation

京都大学 大学院人間・環境学研究科

共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes

松永利之

ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes

佐藤政司

利用形態 / Support Type

（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-


利用した主な設備 / Equipment Used in This Project

KT-302：分析走査電子顕微鏡


報告書データ / Report

概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)

既存のリチウムイオン電池を超える高エネルギー密度化へは、新奇な正極や固体電解質が鍵を握る。我々は、高濃度フッ素ガスを用いた気相反応法による化学フッ化により、次世代型の正極物質の合成に取り組んでいる。今回、いくつかの革新型二次電池正極や固体電解質のSEM－EDXによって、粒径や元素分布を評価した。

実験 / Experimental

日立低真空分析走査電子顕微鏡(SU-6600)を用いて、電池材料の粉末多結晶体の微形態観測を行った。

結果と考察 / Results and Discussion

フッ化物イオン電池の固体電解質として、Ba2(Sn,Nd)O4-xF2xのSEM写真を図1に示す。粒径50 m程度の大きさであることがわかる。また、元素分析の結果、Ba, Sn, Nd, O, Fすべての元素を検出した。その結果、試料が仕込みどおりに合成できたことが示唆される。
一方、正極に関して、Li1.2Ni0.2Co0.2Mn0.4O2-xの形態はフッ化前後でほぼ同じであった。直接フッ化したPristine Li1.2Ni0.2Co0.2Mn0.4O2の表面のフッ素濃度は、同じ条件でフッ化したLi1.2Ni0.2Co0.2Mn0.4O2-xのより高く、後者のフッ素はもっと中に浸透している可能性が高い。

図・表・数式 / Figures, Tables and Equations


図1　Ba2(Sn,Nd)O4-xF2xのSEM画像



図2　Ba2(Sn,Nd)O4-xF2xのEDXスペクトル


その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)

フッ化物イオン電池の固体電解質として、Ba2(Sn,Nd)O4-xF2xのSEM写真を図1に示す。粒径50 mm程度の大きさであることがわかる。また、元素分析の結果、Ba, Sn, Nd, O, Fすべての元素を検出した。その結果、試料が仕込みどおりに合成できたことが示唆される。一方、正極に関して、Li1.2Ni0.2Co0.2Mn0.4O2-xの形態はフッ化前後でほぼ同じであった。直接フッ化したPristine Li1.2Ni0.2Co0.2Mn0.4O2の表面のフッ素濃度は、同じ条件でフッ化したLi1.2Ni0.2Co0.2Mn0.4O2-xのより高く、後者のフッ素はもっと中に浸透している可能性が高い。


成果発表・成果利用 / Publication and Patents

論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
  1. パッタナタンマシット チャナチャイ, 高見剛, 三木秀教, 射場英紀, 雨澤浩史, 内山智貴, 渡邊稔樹, 山本健太郎, 松永利之, 内本喜晴,2022年11月8日-10日 第63回電池討論会 Ba4Bi3F17の合成とフッ化物イオン伝導
  2. P. Chanachai, S. Yuki, T. Tsuyoshi, H. Masato, M. Kazuhiro, M. Hidenori, I. Hideki, A. Koji, U. Tomoki, W. Toshiki, Y. Kentaro, M. Toshiyuki, U. Yoshiharu ,2022年9月14日-16日 日本セラミックス協会 Synthesis and characterization of cation-substituted Ruddlesden-Popper oxyfluoride
  3. A. Abulikemu, T. Matsunaga, K. Yamamoto, T. Takami, S. Gao, T. Uchiyama, T. Watanabe, C. Tassel, H. Kageyama, Y. Uchimoto,2022年6月26日-7月1日 21st International Meeting on Lithium Batteries Synthesis and electrochemical performance of layered type Li-rich oxyfluorides Li1.2Ni0.2Co0.2Mn0.4O2-xFy
特許 / Patents

特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件

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