[17p-419-1~10] 6.3 酸化物エレクトロニクス

[17p-419-10] 固体電解質LiZr₂(PO₄)₃ 中でのLi 拡散経路の第一原理計算による解析

〇池田 稔¹、大野 隆央¹、三石 和貴¹、稲熊 宜之²、舩山 耕生²、森 大輔² (1.物材機構、2.学習院大理)

キーワード：固体電解質、第一原理計算、Li 2次電池

全固体Li 二次電池の固体電解質としてNASICON 型の構造を有するLiZr₂(PO₄)₃に着目した。LZPO は低温のα’ 相 と高温のα 相 があり300Kで相転移する。α 相 は菱面体晶でR3 c の対称性があり、Li ｲｵﾝ伝導は高いが、その伝導経路は明確ではなかった。そこで、α-LZPO のｲｵﾝ伝導経路とその活性化ｴﾈﾙｷﾞｰについて、第一原理計算により解析した。初期配置でLiを6bｻｲﾄに置き、1600Kで300ps間の軌跡から、Liは18eｻｲﾄには存在せず、6bｻｲﾄを中心とした36fｻｲﾄ位置に存在しており、時間とともにﾎｯﾋﾟﾝｸﾞして伝導していることが判明した。36fｻｲﾄのLiの個数は、0、１、２であり、最大2個のLiが存在する。NEB計算によると、活性化ｴﾈﾙｷﾞｰは0.64 eVとなる。