Development of Li/TiF3 battery based on the understanding of Li+/Na+ co-sorption mechanism at TiF3/solid electrolyte interphase

• Project/Area Number: 25K01873
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 36020:Energy-related chemistry
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 宮崎 怜雄奈 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10756191)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 宮崎 秀俊 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10548960) ; 土屋 文 名城大学, 理工学部, 教授 (90302215)
• Project Period (FY): 2025-04-01 – 2028-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2025)
• Budget Amount: ¥18,720,000 (Direct Cost: ¥14,400,000、Indirect Cost: ¥4,320,000); Fiscal Year 2027: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2026: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000); Fiscal Year 2025: ¥11,440,000 (Direct Cost: ¥8,800,000、Indirect Cost: ¥2,640,000)
• Keywords: 全固体電池 / Li+/Na+混合固体電解質 / キャパシタ / 反跳粒子検出法

Outline of Research at the Start

これまでLi+/Na+混合固体電解質：NaI-NaBH4-LiIを用いて電池を構築する中で、TiF3を正極とした電池で特異的に高い放電容量が発現した。本研究はこのLi/TiF3電池の特性向上に分担者2名と共に挑む。TiF3界面のイオン濃度を充放電中に測定し、Li+だけでなくNa+も充放電することを明らかにする。Li+吸着エネルギーの理論計算から、TiF3表面でNa+が共吸着することでLi+脱離が促進することを実証する。電解質の組成最適化やTiF3のイオン置換により電池特性の向上を狙う。最終的に、現行のLi電池の7倍に相当する1500Wh/kgの、繰返し充放電できるLi/TiF3電池を開発する。