| Project/Area Number |
14J11078
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Device related chemistry
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
大山 剛輔 東京大学, 工学系研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2014-04-25 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2015: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
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| Keywords | リチウムイオン電池 / 充放電反応の高速化 / 新規電極開発 / 全配位型有機電解液 / 反応機構解析 / 二次電池 / 高電圧化 / 反応高速化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
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。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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