Development of 3D Framework Polyanionic Nitride Cathodes Towards Next-Generation High-Capacity Lithium Batteries

• Project/Area Number: 25K00048
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 26020:Inorganic materials and properties-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 石井 暁大 東北大学, 工学研究科, 助教 (90898438)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2030-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,590,000 (Direct Cost: ¥14,300,000、Indirect Cost: ¥4,290,000); Fiscal Year 2029: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000); Fiscal Year 2028: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000); Fiscal Year 2027: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000); Fiscal Year 2026: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2025: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
• Keywords: 二次電池 / 正極 / 窒化物

Outline of Research at the Start

カーボンニュートラル社会実現へのカギの一つは、Li蓄電池の飛躍的な高エネルギー密度化だが、Li+脱挿入容量の大きな正極材料の開発は難航している。窒化物系電極は大容量だが、Li+脱挿入電位が1 V以下と低いため普通は負極材料として研究される。だが、窒化物イオンを陽性原子に配位させポリアニオン化すれば、N 2p準位が低下して正極材料になり得る。本研究では、強固な3次元骨格からなるポリアニオン系窒化物を合成し、安定な大容量正極の実現に挑む。本研究で、蓄電池分野での新しい研究潮流「ポリアニオン系窒化物正極」の創成を目指す。