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無機イオン液体を用いた大型ナトリウム二次電池用負極材料の高性能化

利用无机离子液体提高大型钠二次电池负极材料的性能

基本信息

批准号：
15J02336
负责人：
山本貴之
金额：
$ 1.68万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J02336/
关键词：
ナトリウム電池イオン液体負極材料フルセル

项目摘要

昨年度までの結果を踏まえて本年度は、負極材料としてハードカーボン(HC)、正極材料としてクロム酸ナトリウム(NaCrO2)、電解質としてNa[FSA]-[C3C1pyrr][FSA] (FSA = bis(fluorosulfonyl)amide, C3C1pyrr = N-methyl-N-propylpyrrolidinium) に絞り、Na金属参照極を用いた三極セルでHC/NaCrO2フルセルの充放電挙動を調べた。特に、電解質中のNaイオン濃度がフルセルのレート特性に与える影響を重点的に検討した。試験は60℃で行った。まず、充電レートを0.5Cに固定し、放電レート特性試験を行った(1C = 100 mA (g-NaCrO2)-1)。モル分率x(Na[FSA]) = 0.2, 0.3, 0.4, 0.5の組成の電解液を用いた場合において、いずれも0.5Cレート放電では90 mAh (g-NaCrO2)-1前後の容量が得られたが、4Cレート放電では各組成での容量が14, 34, 47, 68 mAh (g-NaCrO2)-1となり、Na[FSA]の割合が高い電解液中では高容量を維持した。低Naイオン濃度の電解液では、高レート放電においてNaCrO2正極の電位が急速に低下しており、正極での反応が律速になっていることが分かった。次に、放電レートを0.5Cに固定し、充電レート特性試験を行ったところ、4Cレート充電では放電レート特性と同様にNa[FSA]の割合が高い電解液を用いた場合に良好な容量維持率を示した。低Naイオン濃度の電解液では、高レート放電においてHC負極の電位が充電終了時に0 V vs. Na+/Naに到達しており、負極での反応が律速になっていることが分かった。以上から、充電および放電において、Naイオンが挿入される側の電極が律速になっていることが明らかとなった。

The results of the previous year have been reviewed. In the current year, electrode materials such as HC, NaCrO2, Na[FSA]-[C3C1 pyrr][FSA] (FSA = bis(fluorosulfonyl)amide, C3C1 pyrr = N-methyl-N-propylpyrrolidinium), Na metal reference electrode, HC/NaCrO2 tripolar and charge transfer are adjusted. In particular, the concentration of Na in the electrolyte is discussed in detail in relation to the characteristics of the electrolyte. Try 60℃. The charging voltage is 0.5C and the discharge voltage characteristic test is conducted (1C = 100 mA (g-NaCrO2)-1). The composition of the electrolyte is used in the case of x(Na[FSA]) = 0.2, 0.3, 0.4, 0.5. The electrolyte composition is used in the case of x (Na[FSA])= 0.5.(g-NaCrO2)-1 and (g-NaCrO2)-1, the capacity of each composition is 14, 34, 47, 68 mAh, and the capacity of Na[FSA] is maintained at a high level. The potential of NaCrO2 electrode decreases rapidly at low Na concentration and high Na concentration, and the potential of electrode decreases rapidly at high Na concentration. For example, when the battery charge is 0.5C, the battery charge characteristics are tested, and when the battery charge is 4C, the battery charge characteristics are tested, and when the battery charge is 4C, the battery charge characteristics are tested, and when the battery charge is 4C, the battery charge characteristics are tested. Low Na concentration of electrolyte, high Na concentration of HC electrode potential at the end of charge, 0 V vs. Na+/Na concentration of electrolyte, high Na concentration of HC electrode potential at the end of charge. The above is the first time that the electrode has been charged.