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全配位型有機電解液を用いた次世代型二次電池の開発

使用完全协调的有机电解质开发下一代二次电池

基本信息

批准号：
14J11078
负责人：
大山剛輔
金额：
$ 1.22万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2014
资助国家：
日本
起止时间：
2014-04-25 至 2016-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

エネルギー・資源問題の深刻化に伴い、蓄電池技術の進化が切に望まれている。リチウムイオン電池は蓄電池として最も高いエネルギー密度を持っていることから、現在ほとんどの携帯電子機器に搭載され、電気自動車をはじめとする大型用途への展開が始まっている。一方で、これらの蓄電池の電池性能は、本格的普及を鑑みた市場の要求水準からはほど遠いのが現状であり、また、現状の設計指針に沿った性能向上はほとんど限界に近付いている。電極、電解液など電池を構成する要素は電池特性に対して複合的に相関していることから、それぞれの側面からの抜本的指針転換による電池性能の向上が求められている。以上のような背景を踏まえ、電池反応の高速化、そして電池の高エネルギー化を目指し、新規正極材料と全配位型有機電解液を組み合わせた次世代型二次電池の開発を行った。まず、地球上に豊富に存在する元素のみで構成されるNa-Fe(II)-S-Oの四元系において系統的な探索を行い、データベース上に全く報告例のなかった新規相アルオード石型硫酸鉄ナトリウムを見出すことに成功した。また、充放電反応時の電極を放射光X線回折測定、NMR測定等を組み合わせることで、充放電反応中の反応機構を明らかにした。得られた新規材料の電圧が極めて高いことから、現行の電解液の酸化耐性は十分でなく、充電状態においては緩やかに電解液の分解反応が進行していることが明らかとなった。また、全ての溶媒が塩に対して配位することで酸化耐性が極めて高いと考えられる全配位型有機電解液を用いることで、高電位での電解液の分解を抑えられることがわかった。

The evolution of battery technology is closely related to the deepening of resource problems. The development of large-scale applications for portable electronic machines and electric automobiles has begun. On the one hand, the battery performance of the battery is different from the popularity of the battery, the market requirement level is different from the current situation, the design guideline of the current situation is different from the current situation, and the performance is different from the current situation. The electrode, electrolyte and battery components are related to the battery characteristics and composition, and the battery performance is improved due to the change of the electrode and electrolyte. The background of the above is to speed up the battery reaction, improve the battery life, and develop new electrode materials and fully-coordinated organic electrolytes. The composition of the elements abundant on earth is Na-Fe(II)-S-O quaternary system. The new phase of FeSO4 is reported successfully. The electrode, X-ray reflection measurement, NMR measurement, etc. are combined to form a transparent structure for the detection of the electron beam. The current voltage of the new material is very high, the acidification resistance of the current electrolyte is very high, the charge state is slow, the decomposition of the electrolyte is progressing, and the electrolyte is stable. All kinds of organic electrolytes can be used to inhibit the decomposition of electrolyte at high potential.

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Increased Conductivity in the Metastable Intermediate in LixFePO4 Electrode

DOI：
10.1021/acs.chemmater.5b04508
发表时间：
2016-02
期刊：
Chemistry of Materials
影响因子：
8.6
作者：
Jiechen Lu;Gosuke Oyama;S. Nishimura;A. Yamada
通讯作者：
Jiechen Lu;Gosuke Oyama;S. Nishimura;A. Yamada

Structure and electrochemical properties of alluaudite-type sodium iron sulfate

铝铝铁矿型硫酸铁钠的结构与电化学性能

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Gosuke Oyama;Shin-ichi Nishimura;Yuya Suzuki;Masashi Okubo;Atsuo Yamada
通讯作者：
Atsuo Yamada

アルオード石型硫酸鉄ナトリウムの構造と正極特性

铝矾土型硫酸亚铁钠的结构及正极性能

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
Gosuke Oyama;Shin-ichi Nishimura;Yuya Suzuki;Masashi Okubo;Atsuo Yamada;大山剛輔・西村真一・鈴木優也・大久保將史・山田淳夫
通讯作者：
大山剛輔・西村真一・鈴木優也・大久保將史・山田淳夫

Materials Exploration in Na-Fe-S-O System: Synthesis and Electrochemistry

Na-Fe-S-O体系中的材料探索：合成与电化学