次世代高エネルギー密度型リチウムイオン電池およびナトリウムイオン電池用正極材料

下一代高能量密度锂离子电池和钠离子电池正极材料

基本信息

批准号：
12F02506
负责人：
鹿野昌弘
金额：
$ 1.47万
依托单位：
National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2012
资助国家：
日本
起止时间：
2012-04-01 至 2015-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

昨年度より継続し、A+2M2+O2 およびA+3M2+O2.5 （A: Li, Na, K; M: Mn, Fe, Co）およびポリアニオン系化合物の検討を進めた。オキシフッ化リン酸塩については、高圧を印加することで従来知られていなかった高圧相のNa2CoPO4Fを創生し、その結晶構造と磁気特性について報告を行った。これは、昨年度進めた高容量型の正極材料として期待されるNa2MPO4F (Mn, Fe, Co, Ni)を含む一連のオキシフッ化リン酸塩の合成と結晶構造について研究を拡張した成果である。さらにその関連化合物であるCo2PO4Fについても、結晶構造を報告し受理された。これらのCo系遷移金属系化合物は、新規な遷移金属系材料群開発の端緒になると期待している。さらに昨年度国際誌で報告したLi9Mg3[PO4]4F3 とLi2MgPO4Fのイオン伝導機構について、リチウム電池国際会議で報告を行った。このように、種々の材料探索を積極的に進める中で、銅系のバナジン酸化合物が250 mAh/g以上という秀でた高容量特性を示すことを発見し、特許として出願した。現在投稿論文の作成を進めているところである。当初の目的の一つであったナトリウムイオン電池用正極材料の開発には至らなかったが、関連するNa含有複合酸化物を創生し、この分野の発展に寄与できたと思われる。とくに、リチウムイオン電池用正極材料については新規な材料を論文、国際会議、特許として報告するなど大きな進展を示すことに成功した。新しいコンセプトであったA+2M2+O2 およびA+3M2+O2.5系材料で有効な正極材料は見出すことができなかったが、種々の磁性を示す新規な化合物を創生した。そのいくつかについては、オーストラリアの研究機関ANSTOにおいて、中性子線回折による実験を実施しており、本報告書に加えて更なる論文投稿の準備作業を継続している。

从去年开始，我们继续研究A+2M2+O2和A+3M2+O2.5（A：Li，Na，K; M：M：MN，FE，FE，CO）和Polyanionic化合物。关于氧氟化物磷酸盐，高压的应用产生了以前未知的高压相Na2copo4f，并报告了其晶体结构和磁性。这是将研究扩展到一系列含有NA2MPO4F（MN，FE，CO，NI）的氧氟化物磷酸盐的合成和晶体结构的结果，该磷酸盐预计将是去年进行的高容量阴极材料。此外，还报告并接受了相关化合物CO2PO4F的晶体结构。我们希望这些基于CO的过渡金属化合物将成为开发新过渡金属材料的起点。此外，我们报道了LI9MG3 [PO4] 4F3和LI2MGPO4F的离子传导机制，并在去年的国际杂志上在国际锂电池会议上进行了报道。因此，在积极探索各种材料时，发现基于铜的钒酸化合物具有250 mAh/g或更多的高容量特性，并提交了专利应用。我们目前正在创建提交的论文。尽管没有实现最初目的的钠离子电池的阴极材料的开发，但据信该公司能够创建含有相关的NA复合氧化物，这有助于该领域的发展。特别是，我们在锂离子电池的阴极材料中成功取得了巨大进展，包括报告新材料作为论文，国际会议和专利。尽管未发现A+2M2+O2和A+3M2+O2.5的新概念发现有效的阴极材料，但我们创建了具有各种磁性特性的新型化合物。对于其中一些，我们一直在澳大利亚研究所进行中子衍射实验，除了本报告外，我们还在继续准备进一步的纸质提交。