BVS法を用いた価数とリチウムイオン拡散経路の推定

はじめに

一般的に正極材料の価数は電池性能に影響を及ぼすため、XAFS (X線吸収微細構造解析)やESCA(X線光電子分光法)等で分析されています。BVS(結合価数和)法により、XRDでも原子間距離から価数を推定することが可能です。また、BVS法の応用により、Liイオンが1価になり易い原子間距離を求めることで、拡散経路を推定できます。

構成分析

• 材料: 正極材料
• 用途: 研究開発
• 分析材料:  LiFePO₄, LFP正極
• 使用機器: SmartLab、SmartLab SE
• 解析手法: リートベルト解析、BVS法

Figure 1: LFPのRietveld解析結果と得られた格子定数
(R_WP:11.13%, S:1.33)

Figure 2: Rietveld解析から得られたLiとFeの座標とBVS法から得られた価数（上）とBVS法から推定されたLiイオンの拡散経路（下）
VESTAで描画, K. Momma and F. Izumi, “VESTA 3 for three-dimensional
visualization of crystal, volumetric and morphology data,” J. Appl.
Crystallogr., 44, 1272-1276 (2011).

結論

リートベルト解析で、詳細な結晶構造の解析が可能です。また、BVS法で、価数とLiイオン拡散経路の推定も可能です。