硫黄と有機物の直接反応による高性能硫黄電池用正極の開発と科学

基于硫与有机物直接反应的高性能硫电池正极的开发与科学

• 批准号: 22K19073
• 负责人: 吉川 浩史
• 金额: $ 4.16万
• 依托单位: Kwansei Gakuin University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19073/
• 关键词: 硫黄; 二次電池; 共重合; 重合

リチウム硫黄電池は理論容量1670ｍAh/ｇと従来のリチウムイオン電池の10倍以上の高容量をもち、硫黄が安価な物質であることから、次世代二次電池として期待されているが、ポリスルフィドの溶出により、サイクルが進むにつれ容量が大幅に減少することが問題となっている。本研究では、電気化学反応中の硫黄の溶出を防ぐことを目的に、硫黄をアリールジチオールで架橋した逆加硫体や硫黄とアルコールからなる共重合体の創製を試み、その電気化学特性を検討した。具体的には、アルコールと硫黄を重量比1:5になるように計量し、試験管に入れ、窒素雰囲気下、400℃の温度で2時間還流を行った。その後、反応していない硫黄を除くため、窒素雰囲気下、300℃で加熱しSACを作成した。最後に、SAC30wt％、トーカブラック50wt％、PVDF 20wt％からなる正極ペーストを作製してAl箔に塗工し、薄膜正極を作製した。これを用いて、0.4Ｍ LiTFSI、0.28Ｍ LiNO3、DOL、DMEからなる電解液、カーボンコートセパレーター、および負極のLiから成るリチウム硫黄電池を作成し、その電池特性を計測した。結果についてであるが、アルコールの炭素の数、OH基の位置、炭素からハロゲン原子を変えた12種類のSACを合成した。物性測定では、IR測定からアルコールの炭素、XRD測定からは硫黄に由来するピークが見られ、ペレットでの抵抗率を測定したところ12種類全てが絶縁性であったので、アルコールと硫黄が混合されていること以外は硫黄と大差がないことが判明した。しかし、充放電測定でSACに大きく変化が現れ、SACを電池にすると、2-ヘキサノール、オクタノール、クロロブタノールの電池特性が良好で、初期容量1600ｍAｈ/ｇ以上で100サイクル目までで700ｍA/ｇ以上を維持していた。

The theoretical capacity of the sulfur battery 1670mAh/g is more than 10 times higher than that of the high-capacity battery. The next-generation secondary battery is expected to have a higher capacity than 10 times as much as that of the second generation battery. In this study, in the chemical reaction of sulfur and electricity, the dissolution of sulfur in the chemical reaction of sulfur, the chemical properties of sulfur, sulfur, sulfur. The specific weight ratio of sulfur to sulfur is calculated at 1:5, the tube is loaded, the asphyxiating temperature is under the temperature of 200C, and the temperature is 2hrs. After heating, the sulfur was removed, asphyxiate was added at 300C and SAC was added to make the mixture. At last, SAC30wt%, PVDF 20wt%, 50wt%, 20wt%, 50wt%, 20wt%, 50wt%, 20wt%, 50wt%, 50wt%, 20wt%, 50wt%, 50wt%, 20wt%, 50wt%, 50wt%, 20wt%, 50wt%, 50wt%, 20wt%, 50wt%, 50wt%, 20wt%, 50wt%, 20wt%, 50wt%, 20wt%, 50wt%, 50wt%, 20wt%, 50wt%, 20wt%, 50wt%, 20wt%, 50wt%, 50wt%, 20wt%, 50wt%, 50wt%, 20wt% The battery is made of hot metal, 0.4m LiTFSI, 0.28m LiNO3, DOL, DME battery, thermal shock cell, thermal shock cell, Li cell, and battery characteristic computer. Results the results showed that the number of carbon compounds, the number of carbon compounds, the position of OH base, the number of carbon atoms, the number of carbon compounds, the position of OH base, the position of carbon base, the number of carbon compounds, carbon base position, carbon content, carbon content, The determination of physical properties, IR, carbon, XRD, sulfur, sulfur. The performance of the battery is good, and the initial capacity of the SAC battery is above 100. The storage capacity of the SAC battery is higher than that of the 700mA/g, and the performance of the battery is good.

项目成果

Electron Storage Performance of Hybrid Materials Comprising Polyoxometalates and Carbon Nanohorns as Cathode-Active Materials

包含多金属氧酸盐和碳纳米角作为阴极活性材料的杂化材料的电子存储性能

• 发表时间: 2023
• 期刊: Batteries&Supercaps
• 作者: Katsuhiro Wakamatsu;Akinori Sekihara;Yoshihiko Yamaguchi;Ryo Matsushima;Daiju Matsumura;Tapas Kuila;Hirofumi Yoshikawa
• 通讯作者: Hirofumi Yoshikawa

インド科学技術庁・機械工学中央研究所(インド)

印度科学技术局/中央机械工程研究所（印度）