リチウム空気二次電池のためのナノ構造制御した新規空気極触媒

用于锂空气二次电池的新型纳米结构控制空气电极催化剂

基本信息

  • 批准号:
    13J05495
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 1.47万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
  • 财政年份:
    2013
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2013-04-01 至 2015-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

In my research period, to improve the cycleability of Li-O2 battery, I had tried to synthesize the 1D MnO2 nanotube array. Improved cycle retention could be obtained, but capacity needed to be increased. One of ways is CNT substrate in cathode material especially single wall carbon nanotube. In our early research, we confirmed that β-MnO2 could significantly reduce over-potential for OER(oxygen evolution reaction). Provided that CNT having proper nanoscale dimensions and architectures is covered well with catalysis β-MnO2, then improved cycle stability with increased capacity will be obtained.Much improved cycle stability with reasonably high capacity is obtained.Another issue which makes a major contribution to poor stability on cycling is the Li metal anode in Li-O2 cell. In last year, we elucidated critical importance of Li anode on cycle performance in Li-O2 battery. As a solution, we proposed polymer coating on Li metal with poly(vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene). Capacity fading is much higher with increasing Li utilization; however, it was found that coating the Li metal with PVdF-HFP highly and effectively increased the cycle stability of a Li-O2 battery. This indicates that the coating may prevent shape changes of the metal during discharge and charge cycles. Furthermore, addition of inorganic carbon MAGD graphite on PVdF-HFP coating layer improved electrochemical performance significantly than only PVdF-HFP layer. Because MAGD can intercalate Li+ ion into the lattice, easier movement would result in increased conductivity.
在我的研究期间,为了提高锂氧电池的循环性能,我尝试了一维二氧化锰纳米管阵列的合成。可以提高循环保持率,但需要增加容量。方法之一是以碳纳米管(CNT)为基体,特别是单壁碳纳米管为阴极材料。在我们早期的研究中,我们证实了β-MnO 2可以显著降低OER(析氧反应)的过电位。如果碳纳米管具有合适的纳米尺度和结构,并被催化剂β-MnO 2很好地覆盖,那么将获得改善的循环稳定性和增加的容量。获得相当高的容量的大幅度改善的循环稳定性。造成循环稳定性差的另一个主要原因是Li-O 2电池中的Li金属阳极。去年,我们阐明了锂阳极对锂氧电池循环性能的关键重要性。作为一种解决方案,我们提出了在锂金属上涂覆聚(偏氟乙烯-共-六氟丙烯)的聚合物涂层。随着Li利用率的增加,容量衰减要高得多;然而,发现用PVdF-HFP涂覆Li金属高度且有效地增加了Li-O2电池的循环稳定性。这表明涂层可以防止金属在放电和充电循环期间的形状变化。此外,在PVdF-HFP涂层上添加无机碳MAGD石墨比仅添加PVdF-HFP层显著改善了电化学性能。由于MAGD可以将Li+离子插入晶格中,更容易的移动将导致电导率增加。

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)
リチウムイオン電池の高安全・評価技術の最前線
最前沿的锂离子电池高安全性及评价技术
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    辰巳砂昌弘;林 晃敏
  • 通讯作者:
    林 晃敏
Effects of Electrolytes on Increased Cycle Stability in Li-O2 Batteries
电解质对提高 Li-O2 电池循环稳定性的影响
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Il-Chan Jang;Tatsumi Ishihara
  • 通讯作者:
    Tatsumi Ishihara
Li Utilization and Cyclability of Li-O<sub>2</sub> Rechargeable Batteries Incorporating a Mesoporous Pd/&beta;-MnO<sub>2</sub> Air Electrode
介孔 Pd/Li-O<sub>2</sub> 可充电电池的 Li 利用率和循环性能
  • DOI:
    10.5796/electrochemistry.82.267
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.5
  • 作者:
    Il Chan Jang;Shintaro Ida;and Tatsumi Ishihara
  • 通讯作者:
    and Tatsumi Ishihara
Mechanism for capacity fading in Li air battery under anode limitation condition
负极限制条件下锂空气电池容量衰减机制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Il-Chan Jang;Tatsumi Ishihara;Il-Chan Jang
  • 通讯作者:
    Il-Chan Jang
Significant importance of Li metal anode on cycle ability of Li-air battery
锂金属负极对锂空气电池循环能力的重要性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Il-Chan Jang;Tatsumi Ishihara;Il-Chan Jang;Il-Chan Jang
  • 通讯作者:
    Il-Chan Jang
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張 一讚 (2014)其他文献

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