充放電特性解明に向けたナトリウム二次電池正極活物質の複合的電子状態解析

钠二次电池正极活性物质的综合电子态分析，阐明充放电特性

• 批准号: 22H02176
• 负责人: 丹羽 秀治
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 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: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02176/
• 关键词: 二次電池; ナトリウムイオン電池; 放射光分光

二次元層状酸化物及び三次元プルシアンブルー類似体(PBA)という典型的な二系統のナトリウムイオン電池正極活物質について、ナトリウムイオン脱挿入時の遷移金属-配位子の電子状態変化と充放電特性の相関を明らかにすることが本研究の目的である。本年度は主に、遷移金属の一部を部分置換した固溶体粉末の合成を行った。アルカリ金属が二次元的な層間に脱挿入される層状酸化物について、単一の遷移金属からなる層状酸化物粉末NaxMO2(M = Mn, Fe, Co等の3d遷移金属)と、遷移金属を部分置換した固溶体粉末NaxM1M2O2(M1とM2は異なる3d遷移金属)を固相反応法により合成した。X線回折測定から、O3型NaCoO2にFeを1割以下置換した固溶体ではO3型構造が保持されていることが確認された。また、アルカリ金属が三次元構造の空隙に脱挿入されるプルシアンブルー類似体(PBA)の合成を行った。単一の遷移金属(M = Mn, Co, Ni)からなる粉末試料NaxM[Fe(CN)6]yと、遷移金属を部分置換したPBA固溶体粉末試料Nax(M1, M2)[Fe(CN)6]y (M1, M2 = Mn, Co, Ni)を沈殿法で合成した。X線回折測定から、M1 = Mn, CoのPBAは三方晶、M1 = NiのPBAは立方晶であることが確認された。放射光分光を用いた、合成した試料の正極活物質の遷移金属及び配位子の電子状態測定は令和5年度以降に行う予定である。

The correlation between electron state change of migrating metal-ligand and charge state characteristics of typical binary systems of layered acidified compounds and ternary PBA analogues (PBA) is discussed. This year, we mainly carried out the synthesis of solid solution powder with partial replacement of part of the migrated metal. The solid solution powder NaxM1 M 2 O 2(M = Mn, Fe, Co, etc.) is prepared by solid phase reaction. X-ray analysis confirmed that O3-type NaCoO2 and Fe were replaced by O3-type solid solution. The synthesis of PBA is carried out in the space of three-dimensional structure. A single migrated metal (M = Mn, Co, Ni) can be used as a powder sample NaxM[Fe(CN)6]y, and a PBA solid solution powder sample Nax(M1, M2)[Fe(CN)6]y (M1, M2 = Mn, Co, Ni) can be partially replaced by the migrated metal. X-ray reflection determination, M1 = Mn, Co and PBA inverse cubic crystal, M1 = Ni and PBA inverse cubic crystal. Determination of the electronic state of the electrode active substance and the ligand in the sample by radiation spectroscopy

项目成果

Local structure of Fe2+ and Fe3+ in organic solvents

Fe2和Fe3在有机溶剂中的局部结构

• DOI: 10.35848/1347-4065/ac9206
• 发表时间: 2022
• 期刊: Japanese Journal of Applied Physics
• 影响因子: 1.5
• 作者: Inoue Dai;Komatsu Toshiki;Niwa Hideharu;Nitani Hiroaki;Abe Hitoshi;Moritomo Yutaka
• 通讯作者: Moritomo Yutaka