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Synthesis of the fast Li+ conductors based on Na compounds and investigation of their ion conduction properties

基于Na化合物的快速锂导体的合成及其离子传导性能研究

基本信息

批准号：
22H02179
负责人：
宮崎怜雄奈
金额：
$ 11.4万
依托单位：
Nagoya Institute of Technology
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 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02179/
关键词：
固体電解質 Na化合物 Li+伝導体全固体Li電池 RMC解析機械学習

项目摘要

Li電池の安全性向上のため、不燃性の固体電解質を用いた全固体Li電池の開発が急務である。本研究では、Liフリーハロゲン化物であるNaI格子中にドープされたLi+の伝導現象の起源を解明し、Na化合物を用いて高性能な全固体Li電池を開発することを目指している。NaI-NaBH4-LiI系の固溶体は、ドープ量が10 mol%以下のLi+が伝導種になる。このNaI-NaBH4-LiI系を固体電解質として用いて、全固体電池を作製し充放電特性を評価した。Li/S電池は、S合剤中の導電助剤の混合比を最適化することで、1480 mAh/gの初回放電容量が得られた。Naを対極とすると動作しなかったことから、Na/S電池ではなくLi/S電池として動作していることが確認された。またNaI中をLi+が優先的に伝導する構造的起源を、中性子散乱測定により調べた。散乱データから計算された簡約二体分布関数を基に、RMC法により局所構造を解析した結果、Li+はNaサイトの中心を占めるのではなく、off-centerになっていることがわかった。このoff-center Liが、その周囲の広い自由体積ゆえに、NaIを伝導可能であることが示唆された。BH4-含有試料については、ポーランドのSlawinskiが開発したRMCProfile7を用いて、共同で解析していく予定である。NaI以外の化合物については、Na3OBrやNa3OBH4などのアンチペロブスカイト化合物を合成している。研究室で恒常的にNa2O精製をできており、Na3OBrを合成する環境を構築している。今後は焼結条件を決定し、伝導度測定を行う。また、Li+/Na+混合のLi+伝導体におけるLi溶解析出機構ついて、臨界電流密度とLi析出形態を明らかにする。超高倍率の光学顕微鏡をGBに導入し、Li界面付近をその場観察して、Li析出形態を調べていく。

The safety of Li battery is improved, and the non-combustible solid-state Li battery is used for all-solid Li battery. In this study, Li is used to analyze the chemical composition in the NaI lattice. The Li+ guidance is similar to the origin explanation, and the Na compounds are used in the high-performance all-solid Li cell. NaI-NaBH4-LiI is a kind of solid solution, the temperature is less than 10 mol%, and the temperature is less than 10 mol%. The NaI-NaBH4-LiI series solid-state battery is used as the charge and discharge characteristic of the solid-state battery. The mixing capacity of Li/S battery and S hybrid battery is better than that of the most efficient battery and 1480 mAh/g initial playback capacity. The Na is very active, and the Na/S battery is responsible for confirming the crash. The Li/S battery is responsible for confirming the crash. The origin of the Li+ device in the NaI, the origin of the device, and the scattered determination of the neutrons. The data base of the disomic distribution, the analytical results obtained by the RMC method, the center of the Li+ Na data, and the off-center data were calculated. The off-center Li, the free body, and the NaI may show you that you don't want to hear it. BH4- contains information on data, data, Slawinski, RMCProfile7, and common data analysis. Compounds other than NaI, Na3OBr, Na3OBH4, compound, compound. In the laboratory, there are constant Na2O precision testing and Na3OBr synthesis environmental testing. In the future, the conditions will be determined and the performance of the test will be determined. The mixture of Li+ and Li+/Na+ is used to dissolve and precipitate Li, and the boundary current density is separated out of Li. Ultra-high magnification optical micro-GB input, Li interface close to the field observation, Li precipitation configuration.