lixfepo4におけるリチウム拡散の実験的視覚化

バッテリーを使用した化学エネルギー貯蔵は、将来の環境に優しい（「グリーン」）社会にとってますます重要になります。リチウムイオンバッテリーは最も高度なエネルギー貯蔵システムですが、その用途はコストと安全性の問題により携帯用電子機器デバイスに限定されています。驚くほど高い充電放電速度機能を備えた新しいカソード材料としての最先端のLifePO4テクノロジーにより、プラグインハイブリッド車などのリチウムイオンバッテリーの大規模なアプリケーションのドアが開かれました。科学コミュニティは、断熱材で簡単な酸化還元反応が可能な理由の重要な問題を提起しました。リチウム拡散に関する幾何学的情報は、LixFePO4の容易な電極反応を理解するために不可欠です（0 <x <1）が、以前のアプローチは計算予測に限定されていました。ここでは、リチウム運動のための湾曲した一次元鎖の待望の実験的証拠を提供します。高温粉末中性子回折と最大エントロピー法を組み合わせることにより、[010]方向に沿ったリチウム分布を明確に視覚化しました。

Chemical energy storage using batteries will become increasingly important for future environmentally friendly ('green') societies. The lithium-ion battery is the most advanced energy storage system, but its application has been limited to portable electronics devices owing to cost and safety issues. State-of-the-art LiFePO4 technology as a new cathode material with surprisingly high charge-discharge rate capability has opened the door for large-scale application of lithium-ion batteries such as in plug-in hybrid vehicles. The scientific community has raised the important question of why a facile redox reaction is possible in the insulating material. Geometric information on lithium diffusion is essential to understand the facile electrode reaction of LixFePO4 (0<x<1), but previous approaches have been limited to computational predictions. Here, we provide long-awaited experimental evidence for a curved one-dimensional chain for lithium motion. By combining high-temperature powder neutron diffraction and the maximum entropy method, lithium distribution along the [010] direction was clearly visualized.