Creation of Innovative All-Solid-State Sodium Batteries by Integrating Glass Crystallization Techniques and Solid-State Ionics

通过集成玻璃结晶技术和固态离子学创建创新的全固态钠电池

基本信息

  • 批准号:
    22H00260
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 27.54万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2026-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

我々が提案するナトリウム系酸化物系全固体電池は、ガラスが示す軟化流動と結晶化を積極的に活用し、全固体電池の開発で重要となる異種材料間の界面形成に優位である。本研究では全固体電池の開発に資する新材料創生とレーザープロセスによる革新的な界面形成プロセスの確立を推進する。本年度は1)ナトリウム系全固体電池のレーザープロセスによる正極活物質の非晶質化と溶融池からの結晶成長、2)スズケイ酸系新規負極活物質の創生、そして、3)レーザープロセスによるビスマス系ガラス負極の局所溶融と結晶化機構の解明を推進したところ以下の成果を得た。鉄イオンは原子価状態によって種々の波長に大きな光吸収を持つ。つまり光吸収と多フォノン緩和を活用することで局所的な加熱を達成できる。そこで、正極活物質であるNa2FeP2O7、NaFePO4および、NaFeO2へのレーザー照射と形態変化を評価した。Na2FeP2O7とNaFePO4への照射では溶融池の急冷によって緻密なガラス膜が得られることが分かった。NaFePO4は一般的な溶融法では作製困難であることが分かっており、熱容量の小さい領域の局所溶融によって新たな組成でのガラス作製の可能性を見出した。また、NaFeO2へのレーザーでは溶融池からのNaFeO2の結晶成長を確認した。スズケイ酸系の負極結晶化ガラスの熱処理でスズとFeSn2のナノ粒子が高濃度に分散した複合セラミックスの合成を合成し、粒子サイズと析出結晶の分率と充放電特性との相関を明らかにした。ビスマスケイ酸塩ガラスの熱処理でも同様に微細なビスマスナノ粒子が分散した結晶化ガラスを合成し、負極活物質としての機能性を明らかにした。さらにレーザー光の吸収イオンとして銅イオンを添加したガラスの作製とレーザーによる局所溶融を確認し、正極のみならず負極活物質においてもレーザープロセスを適用できることを明らかにした。
Our proposal is that the acid-based all-solid battery has the advantages of softening flow and crystallization, and the development of all-solid battery is important for the formation of interface between dissimilar materials. This study is aimed at promoting the development of new materials for all-solid-state batteries and the establishment of innovative interface formation mechanisms. This year, the following achievements were achieved: 1) amorphous electrode active material and crystallization growth in solution bath for all solid state batteries; 2) generation of new electrode active material in solution bath for all solid state batteries; 3) crystallization of solution and crystallization mechanism for all solid state batteries. Iron atom state, species wavelength, light absorption The light absorption and heat absorption can be reduced. Na2FeP2O7, NaFePO4, NaFeO2, and their morphologies under irradiation were evaluated. The irradiation of Na2FeP2O7 and NaFePO4 resulted in the rapid cooling of the molten pool and the formation of dense films. NaFePO4 is difficult to manufacture due to its general melting method, and the possibility of manufacturing it due to its new composition has been revealed. The crystal growth of NaFeO2 from the molten pool was confirmed. Heat treatment of FeSn2-based electrode crystallization: high concentration of FeSn2-based particles, composition of FeSn2-based particles, precipitation of FeSn2-based particles, and correlation between FeSn2-based particles and FeSn2-based particles. The heat treatment of the fine particles and the crystallization of the active substances The absorption of light and the dissolution of the electrode are confirmed by the addition of copper and copper.

项目成果

期刊论文数量(27)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Development of oxide glass-ceramic derived all-solid-state sodium battery
氧化物玻璃陶瓷衍生全固态钠电池的研制
  • DOI:
    10.1109/icsj55786.2022.10034690
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Nohira Naoki;Hayashi Kenta;Tahara Masaki;Hosoda Hideki;伊藤 太一・網中 康平・多々見 純一・飯島 志行・高橋 拓実・横内 正洋;Akihiro Kameda,Kosei Mino,Shoichiro Hara,Shigeo Sugimoto;Honma Tsuyoshi
  • 通讯作者:
    Honma Tsuyoshi
SnおよびFeSn2ナノ粒子複合セラミックス材料からなるナトリウムイオン電池負極の創製
Sn和FeSn2纳米颗粒复合陶瓷材料的钠离子电池负极的研制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    佐藤 史隆;本間 剛;小松高行
  • 通讯作者:
    小松高行
Coexistence of Sn and FeSn2 nanoparticles dispersed in glass-ceramics and their electrochemical performance as sodium-ion battery anode
Sn和FeSn2纳米粒子分散在玻璃陶瓷中的共存及其作为钠离子电池负极的电化学性能
  • DOI:
    10.1016/j.jallcom.2023.169576
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.2
  • 作者:
    Sato Fumitaka;Honma Tsuyoshi;Komatsu Takayuki;Kaharudin Amalina Aina Binti;Homma Tomoyuki;Ito Shigeharu
  • 通讯作者:
    Ito Shigeharu
SnおよびFeSn2ナノ結晶を含有する結晶化ガラスの創製とナトリウムイオンの脱挿入
含有 Sn 和 FeSn2 纳米晶体的微晶玻璃的制备以及钠离子的插入和嵌入
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    佐藤史隆;本間剛;小松高行;伊藤滋啓
  • 通讯作者:
    伊藤滋啓
レーザー照射によるβ-NaFeO2 の局所溶融急冷と固体電解質への接合
激光照射β-NaFeO2的局部熔化和快速冷却并与固体电解质结合
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Haruyuki Inui;Kyosuke Kishida;Zhenghao Chen;Le Li;平塚雅史,本間剛,小松高行
  • 通讯作者:
    平塚雅史,本間剛,小松高行
{{ 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 }}

本間 剛其他文献

ガラスへのレーザー誘起LiNbO_3結晶パターニング形成と吸収イオンの低濃度化
激光诱导玻璃上 LiNbO_3 晶体图案形成并降低吸收离子浓度
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    本間 剛;小松高行;D. Zhao;H. Jain
  • 通讯作者:
    H. Jain
前駆体ガラスの還元熱処理によるLiFeP04合成
通过前驱体玻璃的还原热处理合成LiFePO4
  • DOI:
  • 发表时间:
    2009
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    本間 剛;小松高行
  • 通讯作者:
    小松高行
総説: バイオミメティクスとは何か?昆虫工学
评论:什么是仿生学?
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    飯野 颯真;本間 剛;小松高行;齋藤彰
  • 通讯作者:
    齋藤彰
マグネシウム置換リン酸マンガン系ナトリウムイオン伝導結晶化ガラスの創製
镁取代磷酸锰钠离子导电微晶玻璃的制备
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    渡辺 元康;本間 剛;小松 高行
  • 通讯作者:
    小松 高行
レーザー照射によるNaFePO4の非晶質化
激光照射NaFePO4的非晶化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    平塚 雅史;本間 剛;小松 高行
  • 通讯作者:
    小松 高行

本間 剛的其他文献

{{ 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 }}

相似海外基金

ナトリウムイオン電池用炭素電極の反応機構解析と高容量・高出力化に関する研究
钠离子电池碳电极反应机理分析及高容量/高输出研究
  • 批准号:
    24KJ2024
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 27.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
全固体ナトリウムイオン電池に適したナノポーラス黒リン負極複合体の創製
适用于全固态钠离子电池的纳米孔黑磷负极复合材料的研制
  • 批准号:
    23K04901
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 27.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Mxenesなど2次元マテリアルを用いた高性能・安全なナトリウムイオン電池の開発
使用Mxenes等二维材料开发高性能、安全的钠离子电池
  • 批准号:
    21F21720
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 27.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
酸化物イオンの固相レドックスとナトリウムイオン電池への応用
氧离子的固相氧化还原及其在钠离子电池中的应用
  • 批准号:
    20J23089
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 27.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
次世代高エネルギー密度型リチウムイオン電池およびナトリウムイオン電池用正極材料
下一代高能量密度锂离子电池和钠离子电池正极材料
  • 批准号:
    12F02506
  • 财政年份:
    2012
  • 资助金额:
    $ 27.54万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了