2018 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on Electrochemical Magnesium Storage/release Properties in Carbonate Ester-based Electrolyte Solutions
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16K05959
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| Research Institution | Doshisha University |
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Principal Investigator |
土井 貴之 同志社大学, 理工学部, 准教授 (30404007)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 二次電池 / 高容量正極 / 微粒子合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究はリチウムイオン二次電池のエネルギー密度を凌駕するマグネシウム二次電池の実現を目指して、マグネシウム負極に適合する炭酸エステル系電解液および正極反応系の開発を目的として実施した。開発した炭酸エステル系電解液を用いてマグネシウム負極を50サイクル以上繰り返し充放電させることに成功した。また、すでにエーテル系電解液中で充放電作動することが報告されているシェブレル化合物Mo6S8正極の充放電特性を、上述の炭酸エステル系および環状エステル系電解液を用いて調べた結果、可逆容量は約80 mAh g-1（理論容量は129 mAh g-1）と低いが、マグネシウムイオンが挿入・脱離することがわかり、世界で初めて炭酸エステル系電解液中での正極作動を実証した。さらに、a-MnO2正極を用いるとエステル系電解液中で320 mAh g-1超の高い初期放電容量を得ることができたが、2サイクル目以降は容量低下が顕著であった。さらなる充放電性能の向上を目指してMoS2の微粒子化に注目した。加熱還流法により直径80-100 nm程度のMoS2球状微粒子を合成し、約180 mAh g-1の初回放電容量を得ることができた。充放電前後のMoS2正極をラマン分光法により調べた結果、放充電に伴ってMg2+がMoS2の層間に挿入・脱離することが明らかになり、エステル系電解液を用いてMoS2正極が充放電作動することを初めて実証できた。
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