課題番号 ：S-18-MS-1048b
利用形態 ：機器センター施設利用
利用課題名（日本語） ：FeF3電極材料の磁性への化学修飾効果
Program Title (English) ：Effect of chemical fabrications on magnetic properties of FeF3
利用者名（日本語） ：高見剛1)
Username (English) ：T. Takami1)
所属名（日本語） ：1) 京都大学 先端イノベーション拠点施設
Affiliation (English) ：1) Center for Advanced Science & Innovation, Kyoto University

１．概要（Summary ）
我々はFeF3正極材料を対象として高容量な蓄電池の開発を進めている。しかし、充放電過程において、サイクルに伴う容量劣化が問題視されている。この課題に対して、放電後に生成する鉄の粒子と分布の制御の重要性を報告してきた。今回、電解質に化学修飾を加えて容量劣化の抑制を目指すとともに、この試料の磁化測定により鉄の粒径に関する知見を得る。

２．実験（Experimental）
MPMS-7(Quantum Design社製)を用いて、充放電後の試料の磁化を測定した。粉末試料を石英管に封止して(大気非ばく露環境下で)、2-300 K, 1 kOeでゼロ磁場冷却(ZFC)と磁場中冷却(FC)過程で測定を実施した。また、磁化の磁場依存性および時間依存性(緩和測定)も測定して、磁性の詳細についても調べた。

３．結果と考察（Results and Discussion）
　FeF3電極に化学修飾を加えて、容量劣化を抑えることができた。例えば、30サイクルでは、モデル電極の4倍程度の高い容量を達成した。この試料の50サイクル放電させた後の試料の磁化率の温度依存性を図1に示す。ZFC(●)とFC(○)で測定したデータにおいて、低温で分岐が存在することがわかる。さらに低温では、ZFC過程のデータがピークを示した。磁化の磁場依存性、時間依存性の結果も合わせると、超常磁性的な振る舞いであると考えられる。ピーク温度から粒径を評価した結果、サイクルに伴い増加傾向を示した。

４．その他・特記事項（Others）
技術支援に関して、伊木志成子氏に大変お世話になり、ここに厚く御礼申し上げます。
５．論文・学会発表（Publication/Presentation）
(1) T. Takami, K. Matsui, H. Senoh, N. Taguchi, M. Shikano, H. Sakaebe, and T. Fukunaga, J. Alloys Compd. 769, 539 (2018).
(2) T. Takami, K. Matsui, H. Senoh, M. Shikano, H. Sakaebe, and T. Fukunaga, AIP Advances 9, 045301 (2019).
(3) T. Takami, Y. Morita, M. Yonemura, Y. Ishikawa, S. Tanaka, M. Mori, T. Fukunaga, and E. Matsubara, ACS Applied Energy Materials 1, 2546 (2018).
(4) 高見剛，竹内友成, 福永俊晴, 日本セラミックス協会第31回秋季シンポジウム, 平成30年9月5日-7日.
(5) 高見剛，竹内友成, 福永俊晴, 第79回応用物理学会秋季学術講演会, 平成30年9月18日-21日.
(6) 高見剛，松井啓太郎, 妹尾博, 田口昇, 鹿野昌弘, 栄部比夏里, 福永俊晴,日本セラミックス協会2019年年会, 平成31年3月24日-26日.

６．関連特許（Patent）
なし。