Structure/Size-Controlled Synthesis of Magnesium Binary Oxide Nanoparticles and Their Cathode Performances for Secondary Battery

• Project/Area Number: 17H06515
• Research Category: Grant-in-Aid for Research Activity Start-up
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Device related chemistry
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Kobayashi Hiroaki 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (90804427)
• Project Period (FY): 2017-08-25 – 2019-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2018)
• Budget Amount: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2017: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
• Keywords: 二次電池 / ナノ材料 / 正極材料 / マグネシウムイオン電池

Outline of Final Research Achievements

In this study, ultrasmall MgMn2O4 spinel nanoparticles were synthesized via wet-process such as alcohol-reduction process and hot-injection process. The obtained MgMn2O4 nanoparticles exhibited high-rate cathode performances for Mg secondary batteries operated at room temperature.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

マグネシウム二次電池正極はマグネシウムイオンの小さい固体内拡散係数を原因とする低い出力密度が課題であり、実用化には拡散速度を上げるために高温作動が必須であった。本研究で合成された材料を正極に用いることで、低い出力特性を改善、マグネシウム二次電池の室温動作が可能となった。本研究成果によりマグネシウム二次電池の実用化に向け大きく進展したと言える。

Research Products

• [Int'l Joint Research] Visvesvaraya Technological University(インド)
• [Presentation] 単分散性スピネル複酸化物ナノ結晶の合成とMg二次電池正極特性 (2019)
  • Author(s): 寒川洸太，小林弘明，本間格
  • Organizer: 電気化学会第86回大会
• [Presentation] Cathode Performances of Ultrasmall Mg-Mn Binary Oxides for Magnesium-ion Batteries Operated at Room Temperature (2018)
  • Author(s): Hiroaki Kobayashi, Itaru Honma
  • Organizer: IMLB2018
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 溶液プロセスによるMn複酸化物ナノ粒子の合成とMg二次電池正極特性 (2018)
  • Author(s): 小林弘明，本間格
  • Organizer: 第59回電池討論会
• [Presentation] Synthesis of Mg-Mn nanospinel cathodes via Hot Injection Process for Mg Secondary Batteries (2018)
  • Author(s): 寒川洸太，小林弘明，本間格
  • Organizer: 平成30年度化学系学協会東北大会
• [Presentation] Mg二次電池用スピネルマンガン複酸化物ナノ結晶正極の合成 (2018)
  • Author(s): 寒川洸太, 小林弘明, 本間格
  • Organizer: 第49回セミコンファレンス・第31回東北若手の会
• [Presentation] マンガン酸マグネシウムナノ粒子の二次電池正極特性 (2018)
  • Author(s): 小林弘明，本間格
  • Organizer: 電気化学会第85回大会
• [Presentation] アルコール還元法によるMg-Mn複酸化物ナノ粒子の室温合成及びマグネシウムイオン電池正極への応用 (2018)
  • Author(s): 小林弘明，本間格
  • Organizer: 日本セラミックス協会2018年年会