【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.04.03】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24KT0023
利用課題名 / Title
リチウムイオン二次電池正極活物質の表面構造解析
利用した実施機関 / Support Institute
京都大学 / Kyoto Univ.
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
電極材料/ Electrode material,電子顕微鏡/ Electronic microscope,電子回折/ Electron diffraction,二次電池/ Secondary battery
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)
渡邊 稔樹
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
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
利用形態 / Support Type
（主 / Main）技術代行/Technology Substitution（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
リチウムイオン二次電池の正極活物質は、高温保持することで過充電時の安定性が向上することが明らかになっている。この安定性向上のメカニズムを明らかにするために、リチウムイオン二次電池の正極活物質粒子表面の構造解析を透過型顕微鏡（TEM）を用いて粒子表面、内部の結晶性や結晶構造の差異を電子線回折などで明らかにする。
実験 / Experimental
高温保持前後のリチウムイオン二次電池正極活物質のLiNi0.6Co0.2Mn0.2O2に対して球面収差補正透過電子顕微鏡（KT-402）を用いて、粒子表面の結晶性、結晶構造をTEM観察および電子線回折測定を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
高温保持前後で、活物質粒子表面の結晶構造が層状岩塩構造からスピネル構造へ相転移していることが明らかになった。粒子内部の結晶構造は層状岩塩構造のまま変化がなかった。正極活物質を高温保持することで、活物質表面にスピネル構造の不活性表面が形成し、粒子表面近くの酸素の反応性が抑制され、過充電時の安定化につながっていることが明らかになった。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
高温保持前後の正極活物質表面のTEM像、FFTパターン
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
本研究は、JST 共創の場形成支援プログラム JPMJPF2016 の支援を受けたものです。
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)
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Xian Shi, Hierarchical reaction analysis of the effect of high-temperature storage on the electrode characteristics and safety of high-nickel cathodes, Journal of Power Sources, 631, 236191(2025).
DOI: 10.1016/j.jpowsour.2025.236191
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
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