多価イオン二次電池用電極ナノ粒子の創製を目指した3次元原子配列の可視化
用于创建多价离子二次电池电极纳米颗粒的三维原子排列可视化
基本信息
- 批准号:22H01781
- 负责人:
- 金额:$ 11.07万
- 依托单位:
- 依托单位国家:日本
- 项目类别:Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
- 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
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
二次電池の需要の拡大に伴い、ポストリチウムイオン電池として多価イオン二次電池の開発が精力的に行われている。本研究では特にマグネシウム二次電池に注目し、スピネル型構造を有する正極ナノ粒子について放充電特性(正極特性)と原子配列の関係を明らかにするため、以下の実験を行った。逆共沈法と層状複水酸化物の熱分解により、Feを含む正極ナノ粒子(Mg1+xFe2-xOyなど)とMnを含む正極ナノ粒子(MgMn2O4、(Mg, Zn)MnO3など)、Coを含む正極ナノ粒子((Mg, Zn)Co2O4など)を合成した。これらの試料について正極特性を評価した結果、Feを含むナノ粒子では、Mg組成を過剰にすることで優れた正極特性を示すことが明らかになった。また、Mnを含む正極ナノ粒子については、表面修飾により放充電サイクルに伴う放電容量の低下を抑制でき、充放電効率も向上することがわかった。これらの試料の原子配列に関する知見を得るため、放射光X線回折測定を行い、リートベルト法により結晶構造を検討した。その結果、正極ナノ粒子におけるMgの分布が明らかになり、結晶構造の歪みの抑制が正極特性の向上に寄与していることが明らかになった。さらに、正極ナノ粒子の原子配列を詳細に検討するため、量子ビームを用いた全散乱測定を行い、構造因子S(Q)と簡約2体分布関数G(r)を取得した。これらのデータを用いて逆モンテカルロモデリングによる3次元構造の構築を行った。このとき、結合原子価の総和に関する制約を適用することにより、解析精度の向上を試みた。その結果、正極ナノ粒子に含まれる各カチオン周辺で局所構造が大きく異なることが示唆された。
Secondary battery needs a large number of factors, such as battery life, battery life and battery development. In this study, we focused on the development of secondary batteries, the existence of electrode structure, particle discharge and charge characteristics (electrode characteristics), and the relationship between atomic arrangement. Reverse coprecipitation method and thermal decomposition of layered complex acid compounds, Fe particles (Mg1 + xFe2-xOy), Mn particles (MgMn2O4,(Mg, Zn) MnO3), Co particles ((Mg, Zn) Co2O4) The electrode characteristics of the sample were evaluated. The results showed that the Fe content was higher than that of the Mg content. The electrode containing Mn has particles, surface modification, discharge and discharge capacity reduction, discharge and discharge efficiency improvement. The atomic arrangement of the sample is known, and the X-ray reflection method is used to determine the crystal structure. As a result, the distribution of Mg in the electrode particles is bright, the crystal structure is distorted, and the electrode characteristics are upward. In addition, the atomic arrangement of the electrode particles is discussed in detail, and the quantum structure is used to determine the total scattering, the structure factor S(Q) and the reduced two-body distribution coefficient G(r) are obtained. The construction of three-dimensional structures is carried out in the middle of the game. The analysis accuracy of the atomic and atomic components is tested. As a result, the electrode particles are contained in the structure of each ring, which is different from that of the other ring.
项目成果
期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
スピネル型(Mg,Zn)(Co,Fe,Mn)2O4の正極特性と量子ビームを用いた平均・局所構造解析
尖晶石型 (Mg,Zn)(Co,Fe,Mn)2O4 的正极特性以及使用量子束的平均/局部结构分析
- DOI:
- 发表时间:2022
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:馬 馼力;北村 尚斗;石橋 千晶;井手本 康
- 通讯作者:井手本 康
{{
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 }}
北村 尚斗其他文献
量子ビームを用いたイオン伝導性結晶における非周期・欠陥構造の可視化
使用量子束可视化离子传导晶体中的非周期性/缺陷结构
- DOI:
- 发表时间:
2017 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
Wei Zhang;Xiangfen Jiang;Xuebin Wang;Yusuf Valentino Kaneti;Yinxiang Chen;Jian Liu,Ji-Sen Jiang;Yusuke Yamauchi;Ming Hu;北村 尚斗 - 通讯作者:
北村 尚斗
(K,Na)(Nb,W)O3系強誘電体の強誘電特性、平均・局所構造解析
(K,Na)(Nb,W)O3基铁电体的铁电性能和平均/局部结构分析
- DOI:
- 发表时间:
2015 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
井手本 康;中島 健太郎;石田 直哉;北村 尚斗 - 通讯作者:
北村 尚斗
Design of Microwave Dielectrics Based on Crystallography
基于晶体学的微波电介质设计
- DOI:
- 发表时间:
2014 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
北村 尚斗;飯山 昂;井手本 康;H. Ohsato - 通讯作者:
H. Ohsato
Aサイト欠損ペロブスカイト構造のLixLa(1-x)/3NbO3の導電特性と平均・局所・電子構造の組成依存
具有缺位钙钛矿结构的 LixLa(1-x)/3NbO3 的导电性能和平均、局部和电子结构的成分依赖性
- DOI:
- 发表时间:
2023 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
湯 宜中;北村 尚斗;石橋 千晶;井手本 康 - 通讯作者:
井手本 康
Ti1-2xNb2+xInxO7の負極特性および量子ビーム用いた平均・局所構造の検討
使用量子束检查 Ti1-2xNb2+xInxO7 的负极性能和平均/局部结构
- DOI:
- 发表时间:
2022 - 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:
松原 暉;北村 尚斗;石橋 千晶;井手本 康 - 通讯作者:
井手本 康
北村 尚斗的其他文献
{{
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('北村 尚斗', 18)}}的其他基金
多価イオン二次電池用電極ナノ粒子の創製を目指した3次元原子配列の可視化
用于创建多价离子二次电池电极纳米颗粒的三维原子排列可视化
- 批准号:
23K23049 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 11.07万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
相似海外基金
複塩を用いたフッ化物イオン電池用高容量正極材料の開発
利用复盐开发高容量氟离子电池正极材料
- 批准号:
24K17764 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 11.07万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
ハイエントロピー化と格子欠陥により拡散を促進した多価イオン蓄電池正極材料
通过高熵和晶格缺陷促进扩散的多价离子蓄电池正极材料
- 批准号:
24K01188 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 11.07万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
低結晶制御による高エネルギー密度正極材料の創造
通过低结晶控制创建高能量密度正极材料
- 批准号:
23K26761 - 财政年份:2024
- 资助金额:
$ 11.07万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
準安定LIB正極材料における化学的Li脱挿入による充放電状態の再現と劣化機構の解明
再现充放电条件并阐明亚稳态锂离子电池正极材料中化学锂插入/插入的降解机制
- 批准号:
23K04702 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 11.07万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
金属有機構造体を正極材料としたカルシウムイオン電池の開発
以金属有机结构为正极材料的钙离子电池的开发
- 批准号:
23K13830 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 11.07万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Graphene Quantum Dots as an Electrode Material for Hybrid Battery-Supercapacitors
石墨烯量子点作为混合电池-超级电容器的电极材料
- 批准号:
2867966 - 财政年份:2023
- 资助金额:
$ 11.07万 - 项目类别:
Studentship
高電位正極材料酸化物の単結晶合成と全固体電池における電極-電解質界面の反応解析
高电位正极材料氧化物的单晶合成及全固态电池电极-电解质界面反应分析
- 批准号:
21K05249 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 11.07万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Synthesis of porous carbon electrode material with low side reaction with Li-ions
低锂离子副反应的多孔碳电极材料的合成
- 批准号:
21K20560 - 财政年份:2021
- 资助金额:
$ 11.07万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
Feasibility Studies of Graphite as a Negative Electrode Material for Mg-Ion Batteries: Reconsideration from the Potentials of Counter Electrodes
石墨作为镁离子电池负极材料的可行性研究:从对电极潜力的重新思考
- 批准号:
20H02840 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 11.07万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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
- 批准号:
20J13077 - 财政年份:2020
- 资助金额:
$ 11.07万 - 项目类别:
Grant-in-Aid for JSPS Fellows