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固体NMR法による低分子有機正極材料の充放電反応機構解析

Research Project

Project/Area Number 23H05211
Research Category

Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section 2170:Materials engineering, chemical engineering and related fields
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

GAMBE Yoshiyuki  東北大学, 多元物質科学研究所, 技術一般職員

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2023: ¥480,000 (Direct Cost: ¥480,000)
Keywords高電位有機正極材料 / 固体NMR / クロコン酸ナトリウム / ナトリウムイオン二次電池 / 有機正極材料
Outline of Research at the Start

ポストリチウムイオン二次電池として、資源量やエネルギー密度の観点より低分子有機正極材料を使用した有機二次電池が注目されている。申請者はこれまでカルボニル系有機正極材料に着目し、官能基修飾カーボン材料とのコンポジット化により高電位レドックス活性を示すことを見出した。本研究では、固体NMR法により有機正極材料の局所構造解析を行うことで、高電位充放電反応機構を明らかにする。

Outline of Final Research Achievements

本研究課題では、レアメタルフリー有機ナトリウムイオン二次電池の充放電反応機構解明を目的とし、固体NMR法によりナトリウムの局所構造評価を行った。充放電前後の有機正極シートを作製し大気非暴露条件下で23Na-MAS-NMR測定を行ったところ、充放電容量に対応したピーク強度の増減が確認され、有機正極材料の高電位充放電反応はナトリウムイオンの挿入脱離に起因することが明らかになった。

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、有機正極材料の分析手法として固体NMR法に着目し、有機ナトリウムイオン二次電池の高電位充放電反応機構を明らかにした。この成果は有機二次電池の劣化解析技術へ応用も可能であり、有機二次電池の更なる充放電特性向上へつながると期待される。

Report

(2 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • Research Products

    (4 results)

All 2024 2023

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] A 3.5V-class organic sodium-ion battery using a croconate cathode2024

    • Author(s)
      Gambe Yoshiyuki、Kobayashi Hiroaki、Honma Itaru
    • Journal Title

      Chemical Engineering Journal

      Volume: 479 Pages: 147760-147760

    • DOI

      10.1016/j.cej.2023.147760

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Na塩濃厚電解液を用いたクロコン酸有機ナトリウムイオン二次電池の特性評価2024

    • Author(s)
      雁部 祥行, 小林 弘明, 本間 格
    • Organizer
      電気化学会第91回大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] X線光電子分光法、ラマン分光法、固体NMR法を用いた高電位有機正極の分析評価2023

    • Author(s)
      雁部 祥行
    • Organizer
      2023年度機器・分析技術研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] クロコン酸正極/ハードカーボン負極を用いた3.5 V級有機ナトリウムイオン二次電池の試作と評価2023

    • Author(s)
      雁部 祥行, 小林 弘明, 本間 格
    • Organizer
      第64回電池討論会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report

URL: 

Published: 2023-04-13   Modified: 2025-01-30  

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