カリウムイオン電池の急速充放電を実現する有機電解液および正極材料の創製

打造实现钾离子电池快速充放电的有机电解质和正极材料

基本信息

  • 批准号:
    20J13077
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.22万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2020
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2020-04-24 至 2022-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究では、新奇蓄電デバイスとしてカリウムイオン電池に注目し、電解液が黒鉛負極の反応速度に与える影響を調査した。さらに、速度性能に優れる正極材料を開発するために、プルシアンブルー類似体正極材料の速度性能に各因子が与える影響を明らかにした。カリウムイオン電池用電解液の設計に関しては、電解質塩としてヘキサフルオロリン酸カリウムとカリウムビス(フルオロスルホニル)アミドを混合した電解液を始めとする複数の有望な電解液組成を見出した。具体的には、黒鉛負極において満充電の80%の容量を得るのに必要な時間が、新たに開発した混合塩電解液中では既報のヘキサフルオロリン酸カリウム電解液を用いた場合の5分の1になることを実証した。また、混合塩電解液中で抵抗の小さい不働態被膜が生成していることが、この急速充放電特性に寄与していることを明らかにした。正極材料のカリウムマンガン系プルシアンブルー類似体について、MnをFeやNi等の遷移金属へ部分的に置換したものの、急速充放電特性の改善効果は限定的であった。一方、結晶中に15%のフェロシアン化物空孔を含む試料をNa体からのイオン交換法により合成した結果、非常に良好な急速充放電特性を示すことを見出した。電気化学測定と密度汎関数理論計算より、空孔がカリウムイオン拡散を促進することが示唆され、これが良好な急速充放電特性に寄与していると考察した。以上より、カリウムイオン電池用電解液の急速充放電を実現する電解液および正極材料を見出し、カリウムイオン電池の急速充放電特性を実証した。
This study で は, novel battery デ バ イ ス と し て カ リ ウ ム イ オ ン battery に attention し, electrolyte が black lead anode の anti 応 speed に with え る impact を investigation し た. さ ら に, speed performance に れ る cathode material を open 発 す る た め に, プ ル シ ア ン ブ ル ー similar to the anode material の speed performance に が various factors and え る influence を Ming ら か に し た. カ リ ウ ム イ オ ン battery electrolyte の design に masato し て は, electrolyte salt と し て ヘ キ サ フ ル オ ロ リ ン acid カ リ ウ ム と カ リ ウ ム ビ ス (フ ル オ ロ ス ル ホ ニ ル) ア ミ ド を mixed し た electrolyte を beginning め と す る plural の is expected to see な electrolyte composition を out し た. Specific に は, black lead anode に お い て 80% charge against の の を need る の が に な necessary time, new た に open 発 し た で in the mixed salt electrolyte は at both の ヘ キ サ フ ル オ ロ リ ン acid カ リ ウ ム を electrolyte with い た occasions の 5 の 1 に な る こ と を card be し た. ま た, mixed salt electrolyte で resistance の small さ い 働 state not be membrane が generated し て い る こ と が, こ の rapid charge and discharge characteristics に send and し て い る こ と を Ming ら か に し た. Cathode material の カ リ ウ ム マ ン ガ ン department プ ル シ ア ン ブ ル ー similar body に つ い て, Mn を Fe や の migration へ metal parts such as Ni に displacement し た も の の, rapid charging and discharging characteristics の improve working fruit は qualified で あ っ た. One party, the crystallization of 15% に の フ ェ ロ シ ア ン compound contains empty hole を む sample を Na body か ら の イ オ ン exchange method に よ り synthetic し た results, very good に な rapid charge and discharge characteristics を す こ と を see out し た. Electric 気 chemical determination と density masato several theoretical calculation よ り, empty hole が カ リ ウ ム イ オ ン scattered を company, promote す る こ と が in stopping さ れ, こ れ が な rapid charge and discharge characteristics に send and good し て い る と investigation し た. Above よ り, カ リ ウ ム イ オ ン battery electrolyte の rapid charge and discharge を be presently す る electrolyte お よ び cathode material を see し, カ リ ウ ム イ オ ン の battery charge and discharge characteristics of rapidly を card be し た.

项目成果

期刊论文数量(12)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
カリウム塩ハイドレートメルトを電解液に用いる2V級水系カリウムイオン電池の作製
以氢氧化钾熔体为电解质的2V级水系钾离子电池的制作
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高橋璃衣;保坂知宙;地口健人;久保田圭;多々良涼一;松田有希;井田和彦;大久保毅; 久芳完治;林年始;駒場慎一
  • 通讯作者:
    駒場慎一
4V級カリウムイオン電池用有機電解液の開発
4V级钾离子电池有机电解液的开发
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    保坂知宙;松山達央;久保田圭;多々良涼一;駒場慎一
  • 通讯作者:
    駒場慎一
Effect of Particle Size and Anion Vacancy on Electrochemical Potassium Ion Insertion into Potassium Manganese Hexacyanoferrates
  • DOI:
    10.1002/cssc.202002628
  • 发表时间:
    2021-01-14
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.4
  • 作者:
    Hosaka, Tomooki;Fukabori, Taiga;Komaba, Shinichi
  • 通讯作者:
    Komaba, Shinichi
Effect of Particle Size and Anion Vacancies on Electrochemical Performances of Potassium Manganese Hexacyanoferrate for Potassium-Ion Batteries
粒径和阴离子空位对钾离子电池用六氰基铁酸钾锰电化学性能的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T.Hosaka;T.Fukabori;K.Kubota;H.Kojima;Y.Ito;T.Inose;H.Inoue;M.Takeuchi;S.Komaba
  • 通讯作者:
    S.Komaba
KFSA/glyme electrolytes for 4 V-class K-ion batteries
  • DOI:
    10.1039/d0ta08851j
  • 发表时间:
    2020-12-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    11.9
  • 作者:
    Hosaka, Tomooki;Matsuyama, Tatsuo;Komaba, Shinichi
  • 通讯作者:
    Komaba, Shinichi
{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

保坂 知宙其他文献

保坂 知宙的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('保坂 知宙', 18)}}的其他基金

アルミニウム二次電池応用を目指した深共晶水和物からの金属アルミニウム電析
深共晶水合物电沉积金属铝在铝二次电池中的应用
  • 批准号:
    22K14772
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

相似国自然基金

冶金炭素材料制备工艺提质减排的关键基础理论研究
  • 批准号:
    2022JJ20086
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
新结构高性能多尺度复合炭素材料的设计、合成及其海水淡化性能研究
  • 批准号:
    21336001
  • 批准年份:
    2013
  • 资助金额:
    310.0 万元
  • 项目类别:
    重点项目
煤基功能性纳米和微米炭素材料的制备、结构和性能及其应用
  • 批准号:
    20836002
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    200.0 万元
  • 项目类别:
    重点项目
基于煤炭直接液化残渣的可控制结构的功能性新型炭素材料的制备
  • 批准号:
    90610003
  • 批准年份:
    2006
  • 资助金额:
    30.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似海外基金

Bio-MATSUPER: Development of high-performance supercapacitors based on bio-based carbon materials
Bio-MATSUPER:开发基于生物基碳材料的高性能超级电容器
  • 批准号:
    EP/Z001013/1
  • 财政年份:
    2025
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Fellowship
錯体結晶の高精度転写による周期的多次元炭素材料の創製
通过复杂晶体的高精度转录创建周期性多维碳材料
  • 批准号:
    24K01276
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
電子線回折を使ったHRMDシミュレーション による炭素材料の表面構造解析
利用电子衍射进行 HRMD 模拟对碳材料的表面结构进行分析
  • 批准号:
    24H02576
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
胆汁酸包接化合物を用いた層間ピラー構造を有する炭素材料の調製と電極材料への応用
胆汁酸笼形化合物制备层间柱结构碳材料及其在电极材料中的应用
  • 批准号:
    24K01418
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
The utilisation of carbon materials from methane pyrolysis
甲烷热解碳材料的利用
  • 批准号:
    IM240100177
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Mid-Career Industry Fellowships
Targeted Synthesis of Biomass-derived Carbon Materials (TSBCM): structural evolution mechanisms, regulating strategies, and application demonstration
生物质碳材料的靶向合成(TSBCM):结构演化机制、调控策略和应用示范
  • 批准号:
    EP/Z000742/1
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Fellowship
MOFの骨格変換による新奇多次元炭素材料の創製
通过MOF骨架转化创建新型多维碳材料
  • 批准号:
    24KJ0070
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
金属錯体ナノ空間によるsp3ナノ炭素材料の精密合成と機能開拓
利用金属络合物纳米空间的sp3纳米碳材料的精确合成和功能开发
  • 批准号:
    22KJ0692
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Carbon Materials for Compost Bedded Yards.
用于堆肥床的碳材料。
  • 批准号:
    10056668
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Collaborative R&D
Ultra-Low-Cost and Highly-Stable Perovskite Solar Cells Based on Inorganic-Carbon Materials
基于无机碳材料的超低成本、高稳定性钙钛矿太阳能电池
  • 批准号:
    23KJ1175
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 1.22万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了