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硫化物系固体電解質を用いた全固体電池用高容量・高電位電極活物質の開発

使用硫化物固体电解质开发高容量、高电位全固态电池电极活性材料

基本信息

批准号：
18J11169
负责人：
藤井雄太
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は、二種類の電極材料について評価した。一つ目は、前年度合成し、その反応機構の解明に取り組んできた、FeS2と低結晶性のP-Sの微粒子から構成される電極材料である。本年度は、その電子伝導性やLi+拡散係数を調べ、前年度得られた充放電特性との関係性について調べた。合成したFeS2とP-Sの微粒子から成る複合電極材料では、室温においては電子伝導性が充放電反応の律速となり、一方、80℃や100℃のような高温ではLi+の拡散が充放電反応の律速となっていることがわかった。二つ目は、これまで太陽電池の光吸収材料として研究されてきたペロブスカイト型有機-無機ハイブリッドハロゲン化鉛(HHP)である。特に、Li+が層間を挿入・脱離するインサーション反応を示す可能性のある二次元構造を有する系（2D-HHP）について、全固体電池用電極材料として評価した。2D-HHPを用いた全固体電池は、室温において充放電挙動を示し、HHPが全固体電池の電極材料として機能することがわかった。さらに、充放電特性を向上させるため100℃において充放電試験を行った結果、およそ250 mAh g-1の可逆容量を示すことが確認された。さらに、充放電時における2D-HHPの生成物を同定することで、その反応機構を調べた結果、インサーション反応、コンバージョン反応、合金化・脱合金化反応の三段階のプロセスで反応が進行することがわかった。以上の結果から、HHPが全固体電池用電極材料になり得ることを明らかにした。

This year, two types of electrode materials were evaluated. The composition of FeS2 and P-S particles with low crystallinity was studied. This year, the electronic conductivity and Li+ dispersion coefficient were adjusted, and the previous year's results were adjusted. Composite electrode materials synthesized from FeS2 and P-S particles have high electron conductivity at room temperature and high temperature, such as 80℃ and 100℃. Two, the research of solar cell light absorption materials and the development of organic and inorganic light absorption materials (HHP) In particular, Li+ is introduced into and separated from the interlayer, and the possibility of forming a two-dimensional structure (2D-HHP) is evaluated. 2D-HHP is used as an electrode material for all-solid-state batteries. The results of the test show that the reversible capacity of 250 mAh g-1 is higher than 100℃. 2D-HHP products are stable, stable, and stable. The reaction mechanism is adjusted to a three-stage reaction, such as reaction, alloying and dealloying. As a result, HHP is an electrode material for all-solid batteries.