マンガン酸リチウム(スピネル)(LMO)

https://edu.yz.yamagata-u.ac.jp/Public/54299/c1/C1_Project/tnlmo.asp
卒業研究(C1-電気化学2004〜) の単元です。

小単元

概要

LMOと略されます。高速動作可能。マンガン1)の電気陰性度 x 〔〕が1.5と小さいため、酸素の極性が残り、LCOやNMCに較べて表面実効電気双極子モーメントが大きくなります。その結果、表面誘電率が高いので、炭素と活物質界面で生成する正極SEIが分散剤やバインダーの影響を受けにくく、放電過程でのリチウムイオンの脱溶媒和で、溶媒を選ばず、スラリーを作りやすいです。マンガンイオンが溶出しやすい点が難点です。表面誘電率が高いのでアルミニウム集電体との直接接触を防ぐ炭素アンダーコートで接触抵抗を低減できます。

【材料】マンガン酸リチウム

マンガン酸リチウム(LiMn2O4)マンガン酸リチウムは2)の正極活物質として使われます3)。スピネル型4)をとります

図 マンガン酸リチウムのX線回折
。

はらクエン酸錯体法によるリチウムイオン二次電池正極活物質の合成とハイレート特性評価5)

ゆみこリチウム二次電池正極活物質LiMn2O4のクエン酸錯体法による合成の制御6)

きみこクエン酸錯体法によるLiMnO4の合成法確立7)

【学会】急速充放電可能なマンガン酸リチウムの表面分析8)

○森田茉季,…らは、2009年に日本大学工学部(福島県郡山市田村徳定字中河原1)で開催された平成21年度 化学系学協会東北大会において液晶場をプローブとしたリチウムイオン二次電池 正極合材分散状態の評価について報告している液晶場をプローブとしたリチウムイオン二次電池 正極合材分散状態の評価9)。

原 啓…らは、2006年に東京都江戸川区で開催された第47回電池討論会においてリチウムイオン二次電池正極活物質の結晶構造と高速充放電時におけるパワーの非対称性について報告しているリチウムイオン二次電池正極活物質の結晶構造と高速充放電時におけるパワーの非対称性10)。

○千葉祐毅,…らは、1997年に大阪豊中で開催された第38回電池討論会において正極に LiMn2O4 を用いたリチウム二次電池の充放電挙動−活物質粒度の影響−について報告している正極に LiMn2O4 を用いたリチウム二次電池の充放電挙動−活物質粒度の影響−11)。

マンガン酸リチウム(三井金属鉱業)マンガン酸リチウム(三井金属鉱業)

マンガン酸リチウム12)

モル体積 Vm 〔m3/mol〕

電池容量密度 Q 〔mA·h/g〕=148mA·h/g

  Li+ + e- + Mn2O4 →   LiMn2O4
(反応-501)

マンガン酸リチウム(三井金属)マンガン酸リチウム13)

【表】

表 LMOの比較
誘電率ボルタモグラム
LMO1
LMO2
LMO3
LMO4
LMO5

Li+e<->LiMn2O4(トポタクティック反応)

  Li+ + e- + Mn2O4 →   LiMn2O4
(反応-501)

【関連講義】

講演のアウトライン(二次電池)14)

卒業研究(C1-電気化学2004〜),集電体|活物質(界面)15)

【書籍】

16)

急速充放電可能なマンガン酸リチウムの表面分析
液晶場をプローブとしたリチウムイオン二次電池 正極合材分散状態の評価
リチウムイオン二次電池正極活物質の結晶構造と高速充放電時におけるパワーの非対称性
正極に LiMn2O4 を用いたリチウム二次電池の充放電挙動−活物質粒度の影響−

関連の展示品

参考文献( 書籍 ・論文 ・URL)