炭素材料へのマグネシウムイオンの電気化学的挿入

将镁离子电化学插入碳材料中

• 批准号: 13750774
• 负责人: 安部 武志
• 金额: $ 1.41万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2001
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2001 至 2002
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13750774/
• 关键词: マグネシウム; 電池; 炭素材料; 挿入脱離; 黒鉛層間化合物

リチウム二次電池は小型携帯用機器電源として世界中で使用されており、最近ではハイブリッド用自動車用電源としても期待されている。環境負荷低減のためには、ハイブリッド用自動車が世界中で量産されることが必須である。リチウムは量産という点では資源面の問題があり、代替材料が望まれる。そこで、本研究では資源的に豊富なマグネシウムを用いた二次電池を検討した。特に負極側について詳細に調べるため、炭素材料へのマグネシウムの挿入脱離反応を調べた。マグネシウムトリフレート、塩化マグネシウムをジメチルスルホキシドおよび炭酸エチレンと炭酸ジエチルの混合溶媒に溶解させ電解液を調製し、マグネシウムイオンの黒鉛への挿入脱離反応をサイクリックボルタンメトリー、X線回折法により調べた。その結果、1)マグネシウムイオンとジメチルスルホキシドが黒鉛に共挿入した三元系黒鉛層間化合物を得た。電解液にビニレンカーボネートを添加しても、ジメチルスルホキシドの黒鉛への挿入が認められた。2)マグネシウムイオンと炭酸エチレンが共挿入した三元系黒鉛層間化合物の生成が主に認められた。また、マグネシウムイオンのみ黒鉛に挿入して生成した二元系黒鉛層間化合物に帰属できるX線回折ピークも得られており、マグネシウムイオン電池負極として、黒鉛が使用できる可能性を実証することができた。3)炭酸エステル系溶媒の黒鉛への挿入反応については本研究成果が初めての報告例である。

は small リ チ ウ ム secondary battery with 帯 machine power と し て world で use さ れ て お り, recently で は ハ イ ブ リ ッ ド with automatic vehicle power supply と し て も expect さ れ て い る. To reduce the environmental load, <s:1> ために ハ, ハ ブリッド ブリッド are used in the が world of automatic vehicles. Youdaoplaceholder4 mass production される される とが must である. Youdaoplaceholder0 リチウム mass production と と う う points で で there are many problems in terms of resources があ and alternative materials が hope to まれる. そ こ で, this study で は に aboundant resources な マ グ ネ シ ウ ム を with い た secondary battery を beg し 検 た. Anode side, に に つ い て detailed に adjustable べ る た め, carbon material へ の マ グ ネ シ ウ ム の scions into from the 応 を adjustable べ た. マ グ ネ シ ウ ム ト リ フ レ ー ト, salt マ グ ネ シ ウ ム を ジ メ チ ル ス ル ホ キ シ ド お よ び carbon acid エ チ レ ン と carbon acid ジ エ チ ル の mixed solvent に さ せ を し modulation, electrolyte マ グ ネ シ ウ ム イ オ ン の black lead へ の scions into from the 応 を サ イ ク リ ッ ク ボ ル タ ン メ ト リ ー, X-ray back twists に よ り adjustable べ た. そ の results, 1) マ グ ネ シ ウ ム イ オ ン と ジ メ チ ル ス ル ホ キ シ ド が black lead に scions into total し た black lead layer between the ternary compound を た. Electrolyte に ビ ニ レ ン カ ー ボ ネ ー ト を add し て も, ジ メ チ ル ス ル ホ キ シ ド の black lead へ の scions into が recognize め ら れ た. 2) と グネシウム <s:1> と と と carbonic acid エチレ が が is inserted into the <s:1> た ternary black lead interlayer compound <s:1> to form が main に complexes められた. ま た, マ グ ネ シ ウ ム イ オ ン の み black lead に scions into し て generated し た binary system black lead interlayer compounds に 帰 genus で き る X-ray inflexion ピ ー ク も have ら れ て お り, マ グ ネ シ ウ ム イ オ ン battery cathode と し て, black lead が use で き を る possibility be card す る こ と が で き た. 3) Carbonic acid エステ solvent, black lead へ <e:1> insert reverse 応に て て て the research results of this study が preliminary めて <e:1> report example である.