高い導電率と安全性を両立したナトリウムイオン伝導性固体電解質の開発

开发兼具高电导率和安全性的钠离子导电固体电解质

基本信息

  • 批准号：
    20J15636
  • 负责人：
    辻 史香
  • 金额：
    $ 1.34万
  • 依托单位：
    Osaka Prefecture University
  • 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

高い大気安全性とイオン伝導性を示すNa3SbS4結晶電解質の、中心元素であるSbの一部をMoに置換し、Na欠損組成であるNa3-xSb1-xMoxS4組成を作製することで、高い安全性を維持したまま、イオン伝導度が増加することを明らかにした。前年度に見出した世界最高値の導電率を示すNa3-xSb1-xWxS4結晶電解質と合わせて行った解析の結果から、高い導電率を有する原因が、正方晶を有する母結晶に対し、よりイオン伝導に適した立方晶構造を有すること、また前指数因子がより高い値を有することにあるとわかった。また、Na3PS4結晶電解質においても、中心元素であるPの一部をWに置換し、ナトリウム欠損を導入したNa3-xP1-xWxS4組成が母結晶よりも高い導電率を示すことを見出した。加えて、自由体積を有し、高い成形性と導電率を示すガラス電解質について、平面三角形構造をもつBS33-を基本骨格とする硫化物ガラス電解質を開発した。固相合成およびメカノケミカル処理を用いた、ホウ素と硫黄の単体を出発原料としたNa3BS3ガラス電解質の作製が可能であることを見出した。Na3BS3ガラスの導電率は1.1×10-5 S cm-1であり、四面体構造であるPS34-を骨格とするNa3PS4ガラスの導電率よりも高い値を示すことを明らかにした。また、ガラスを熱処理することで析出した準安定結晶相が、安定相よりも高い導電率を示すことを見出した。本年度の研究成果として、4報の学術研究論文発表（共著論文を含む）、1件の国内学会オーラル発表に加え、1件の国際学会ポスター発表を行った。さらに、これらの成果が認められ、大阪府立大学学長顕彰等を受賞した。
High い 気 security と イ オ ン 伝 conductivity を shown す Na3SbS4 crystallization electrolyte の, central element で あ る Sb の a を Mo に replacement し, Na owe loss of で あ る Na3 xSb1 - an xMoxS4 を cropping す る こ と で, high safety い を maintain し た ま ま, イ オ ン 伝 conductance が raised plus す る こ と を Ming ら か に し た. Out before annual に し た on the world's highest numerical の conductivity を shown す Na3 xSb1 - xWxS4 crystallization electrolyte と close わ せ て line っ た analytical results の か ら, high い conductivity を have す る が, tetragonal を have す る crystallization mother に し, seaborne よ り イ オ ン 伝 guide に optimum し た cubic structure を have す る こ と, ま た index factor before が よ り high い numerical を Youdaoplaceholder0 とにあるとわ った った. ま た, Na3PS4 crystallization electrolyte に お い て も, central element で あ る P の a を W に replacement し, ナ ト リ ウ ム owe loss を import し た Na3 xP1 - crystallization of xWxS4 が mother よ り も い high conductivity を shown す こ と を shows し た. Add え て, free volume を し, high い formability と conductivity を shown す ガ ラ ス electrolyte に つ い て, plane triangle structure を も つ BS33 - basic skeleton を と す る sulfide ガ ラ ス electrolyte を open 発 し た. Solid-phase synthesis お よ び メ カ ノ ケ ミ カ ル 処 Richard を with い た, ホ と ウ element sulfur の 単 body を out 発 materials と し た Na3BS3 ガ ラ ス が may the electrolyte の cropping で あ る こ と を shows し た. Na3BS3 ガ ラ ス の conductivity は 1.1 x 10 cm - 1-5 S で あ り, tetrahedral structure で あ る PS34 - を bone と す る Na3PS4 ガ ラ ス の conductivity よ り も high い numerical を shown す こ と を Ming ら か に し た. ま た, ガ ラ ス を hot 処 Richard す る こ と で precipitation し た が quasi stable crystalline phase, stable phase よ り も い high conductivity を shown す こ と を shows し た. This year の research と し て academic research papers, 4 reported の 発 table (the paper を む), 1 piece の domestic society オ ー ラ ル 発 table に え, 1 piece の international society ポ ス タ ー 発 table line を っ た. Youdaoplaceholder0, た れら, <s:1> achievement が recognition められ, Osaka Prefectural university senior 顕 Akatsu を award donation た.

项目成果

期刊论文数量（6）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（0）
ナトリウムイオン伝導性Na3BS3ガラス電解質の作製と評価
钠离子导电Na3BS3玻璃电解质的制备及性能评价
  • DOI：
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    辻 史香;奈須 滉;作田 敦;辰巳砂 昌弘;林 晃敏
  • 通讯作者：
    林 晃敏
Preparation and characterization of sodium-ion conductive Na3BS3 glass and glass?ceramic electrolytes
钠离子导电Na3BS3玻璃及微晶玻璃电解质的制备及表征
  • DOI：
    10.1039/d0ma00777c
  • 发表时间：
    2021
  • 期刊：
    Materials Advances
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Tsuji Fumika;Nasu Akira;Hotehama Chie;Sakuda Atsushi;Tatsumisago Masahiro;Hayashi Akitoshi
  • 通讯作者：
    Hayashi Akitoshi
Preparation and Characterization of Cation-Substituted Na3SbS4 Solid Electrolytes
  • DOI：
    10.1021/acsaem.0c01823
  • 发表时间：
    2020-12-28
  • 期刊：
    ACS APPLIED ENERGY MATERIALS
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    Tsuji, Fumika;Masuzawa, Naoki;Hayashi, Akitoshi
  • 通讯作者：
    Hayashi, Akitoshi
First-Principles Calculation Study of Na+ Superionic Conduction Mechanism in W- and Mo-Doped Na3SbS4 Solid Electrolytes
W、Mo掺杂Na3SbS4固体电解质中Na超离子传导机制的第一性原理计算研究
  • DOI：
    10.1021/acs.chemmater.0c02318
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Chemistry of Materials
  • 影响因子：
    8.6
  • 作者：
    Jalem Randy;Hayashi Akitoshi;Tsuji Fumika;Sakuda Atsushi;Tateyama Yoshitaka
  • 通讯作者：
    Tateyama Yoshitaka
Mechanochemical Synthesis of Na3BS3 Glass Electrolyte
Na3BS3玻璃电解质的机械化学合成
  • DOI：
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    F. Tsuji;A. Sakuda;M. Tatsumisago;A. Hayashi
  • 通讯作者：
    A. Hayashi
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辻 史香其他文献

擬貨幣金属合金ナノ粒子の合成とプラズモン特性
伪硬币金属合金纳米颗粒的合成及其等离子体特性
  • DOI：
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    辻 史香;奈須 滉;作田 敦;辰巳砂 昌弘;林 晃敏;竹熊晴香，佐藤良太，飯田健二，川脇徳久，治田充貴，倉田博基，寺西利治
  • 通讯作者：
    竹熊晴香，佐藤良太，飯田健二，川脇徳久，治田充貴，倉田博基，寺西利治
水を溶媒に用いたNa3SbS4固体電解質の液相合成
以水为溶剂的液相合成Na3SbS4固体电解质
  • DOI：
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    由淵 想;増澤直貴;佐藤優太;辻 史香;作田 敦;林 晃敏;辰巳砂昌弘
  • 通讯作者：
    辰巳砂昌弘
エーテル類を用いたナトリウムイオン伝導性Na3-xPS4-xClxの液相合成と評価
使用醚的液相合成和钠离子导电性 Na3-xPS4-xClx 的评价
  • DOI：
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
  • 影响因子：
    0
  • 作者：
    植松美和;辻 史香;由淵 想;作田 敦;林 晃敏;辰巳砂昌弘
  • 通讯作者：
    辰巳砂昌弘

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  • 发表时间：
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