2018 Fiscal Year Annual Research Report
Development of a semi-solid flow battery for external regeneration of solid active materials
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17K18842
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
津島 将司 大阪大学, 工学研究科, 教授 (30323794)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 崇弘 大阪大学, 工学研究科, 助教 (90711630)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| Keywords | 二次電池 / スラリー / 多孔質電極 / イオン電子輸送 / 熱工学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，リチウムイオン二次電池の有する高エネルギー密度とフロー電池の有する外部からの活物質の供給という特長に着目し，固相活物質粒子の供給・充填・回収が可能でかつ，高エネルギー密度を有する新規なフロー電池（スラリー電池）を構築することを目的としている．蓄電デバイスとしての動作コンセプトの実証として，電極材料として負極にチタン酸リチウム（Li4Ti5O12）粒子，正極にコバルト酸リチウム（LiCoO2）粒子を採用して，固相活物質粒子の供給・充填および充放電の実証についての研究を進めた．スラリー電池として，高い導電性を有する多孔質材料をマトリックス電極として適用したフルセルおよびハーフセルについて設計を行った．多孔質マトリックス材料として，耐腐食性，耐酸性を有する網状金属材料に着目し，電気化学的な空隙構造の制御手法を確立した．その上で充放電特性実験を行い，電流効率，エネルギー効率について調べ，導電性多孔体と導電助剤を組み合わせることで活物質粒子利用率すなわち有効表面積が増加し，活性化過電圧を大きく低減できることを明らかにした．リチウム金属を対極としたハーフセルによる充放電特性実験から，導電性多孔体の挿入効果は正極で大きいことが示された．加えて，充放電の繰り返しサイクル実験を行い，充電後期の電圧変動挙動が正極と負極で異なり，正極において容量維持率の低下が顕著であることが明らかになった．その上で，活物質粒子の回収を目的として，電極スラリーの流動特性と電池性能の両立を実現するための検討を行った．正極材料に着目し，コバルト酸リチウム（LiCoO2）粒子，導電助剤，有機電解液の混合割合の違いによる充放電特性への影響について調べ，スラリー電池に求められる電極スラリー特性についての基礎的知見を獲得した．
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Research Products
(1 results)
