アルカリ金属イオン二次電池負極材料の創製とそれを活かす機能性界面の構築

碱金属离子二次电池负极材料的制作及其功能界面的构建

• 批准号: 14J11485
• 负责人: 清水 雅裕
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Tottori University
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-14J11485/
• 关键词: ラマン分光; イオン液体; 電解液; ナトリウムイオン電池; リチウムイオン電池; ガスデポジション; ケイ素

資源量が豊富で原料の入手が容易なナトリウムを用いたナトリウム二次電池（NIB）は，定置用などの大型電源として有望な蓄電デバイスであり大きな注目を集めている．その負極にハードカーボンを用いた場合には約250 mA h g-1の可逆容量で充放電することが報告されているが，電池の高エネルギー密度化のためにはより多くのNa吸蔵を可能とする高容量負極材料の開発が必要である．LIBの負極としてのSiはLiとの合金化－脱合金化により高い可逆容量を示すが，NIB負極としてのSiについては可逆的にNaを吸蔵－放出した例はこれまでに報告されていない．もしSiが電気化学的にNaを吸蔵しNaSi相を形成するならば954 mA h g-1の高い理論容量を示すため，NIB用負極活物質として非常に有望なものとなる．報告者はSiO4四面体マトリックス中に微分散した状態である一酸化ケイ素（SiO）中のSiが塊状のそれよりも高活性であると推察し，このような状態のSiならNaとの電気化学的反応が進行するのではないかと考えた．本研究では，これを検証することを目的として SiOの負極特性を評価した．充放電試験によりSiO電極が220 mA h g-1の可逆容量を示し，SiとNaとの電気化学的合金化反応を実現させることに成功した．また得られた容量は他の研究者が計算化学により示した値と非常に近いものであった．様々な結晶子サイズを有するSiOをメカニカルミリングにより調製し，それらのサイズとSiO電極の可逆容量を調査した結果，SiO4四面体マトリックス中に微分散するSiがクラスター状態に近いほどNaに対する反応性が大きいことが明らかとなった（J. Alloys Compd., 640 (2015) 440-443.）．

The amount of resources is rich and the raw materials are easy to operate. It is easy to use the secondary power cell (NIB) for commercial use, and the fixed use of large-scale power supply is expected to focus on the production of large-scale power supply. It is very important to use a combination of about 250 mA h g fuel oil and gas to recharge the reversible capacity of the battery report report. It is possible to use high-capacity materials for high-capacity materials. Lib plays an important role in Si-Li alloy alloying-de-alloying for high-capacity reversible capacity. NIB has a strong effect on the reversible absorption of Na due to the high performance of the Si. The Na absorption of the chemistry of Si electricity causes the formation of a high-level theoretical capacity of 954 mA h GFT. The use of very active materials by NIB is expected to lead to a high level of activity. The reporter reported that the microdispersions in the SiO4 tetrahedral thermostat (SiO) were highly active because of the high activity of Si in the tetrahedral Na electrochemistry. This study is in this study. The purpose of this experiment is to improve the performance of SiO. The reversible capacity of the SiO cathode 220 mA h

项目成果

リンをドープしたケイ素からなる負極の反応挙動の解明

磷掺杂硅负极反应行为的阐明

• 发表时间: 2016
• 作者: Hiroyuki Usui;Kazuma Nouno;Yuya Takemoto;Kengo Nakada;Akira Ishii;Hiroki Sakaguchi;道見康弘，柿本雄太，清水雅裕，薄井洋行，青木菜々，近藤敏啓，坂口裕樹
• 通讯作者: 道見康弘，柿本雄太，清水雅裕，薄井洋行，青木菜々，近藤敏啓，坂口裕樹

顕微ラマン分光法を用いたリチウムイオン電池用Si負極の劣化解析

利用显微拉曼光谱分析锂离子电池硅负极的劣化

• 发表时间: 2014
• 作者: 黒崎健二;生駒大洋;清水雅裕，薄井洋行，坂口裕樹
• 通讯作者: 清水雅裕，薄井洋行，坂口裕樹

次世代リチウム二次電池用Si負極へのイオン液体電解液の適用

离子液体电解质在下一代锂二次电池硅负极中的应用

• 发表时间: 2015
• 作者: M. Shimizu;H. Usui;H. Sakaguchi;清水雅裕
• 通讯作者: 清水雅裕

イオン液体のアニオン構造がSi系電極のリチウム二次電池負極特性におよぼす効果

离子液体阴离子结构对硅基电极锂二次电池负极特性的影响

• 发表时间: 2015
• 作者: O. Takakuwa;Y. Mano;H. Soyama;山口和輝，薄井洋行，清水雅裕，道見康弘，松本訓伸，野上敏材，伊藤敏幸，坂口裕樹
• 通讯作者: 山口和輝，薄井洋行，清水雅裕，道見康弘，松本訓伸，野上敏材，伊藤敏幸，坂口裕樹

イオン液体のカチオン構造がLi4Ti5O12電極のリチウム二次電池負極性能におよぼす効果

离子液体的阳离子结构对Li4Ti5O12电极锂二次电池负极性能的影响

• 发表时间: 2014
• 作者: Osamu Takakuwa;Yuta Mano;Hitoshi Soyama;薄井洋行，伊藤帆高，坂口裕樹;眞野 優太，髙桑 脩，祖山 均;薄井洋行，山根和也，清水雅裕，野上敏材，伊藤敏幸，坂口裕樹;髙桑 脩，藤沢 拓弥，祖山 均;眞野 優太，髙桑 脩，祖山 均;清水雅裕，薄井洋行，野上敏材，伊藤敏幸，坂口裕樹
• 通讯作者: 清水雅裕，薄井洋行，野上敏材，伊藤敏幸，坂口裕樹