2022 Fiscal Year Annual Research Report
Creation of novel ionics devices by synergetic design of Na-conducting poly-anion compounds
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19H00828
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
林 克郎 九州大学, 工学研究院, 教授 (90397034)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
長谷川 丈二 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 特任准教授 (60726412)
梶原 浩一 東京都立大学, 都市環境科学研究科, 教授 (90293927)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 全固体電池 / ナトリウム / セラミックス / ガラス / 界面 / 多孔体 / スーパーキャパシタ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
可動のNa+イオンを内包する固体金属ポリアニオン化合物を自在に変換・複合化する事による機能性発現の新領域開拓と基盤確立を目指し、「Na故にとは何か、どこまでが可能か？」を問う。Naを含む金属ポリアニオン化合物を自在に変換・複合化させ、Na+イオンの高速拡散と吸蔵能を設計、理解するための基盤を確立する事を目指す。
より具体的には、下記の副課題を設定していて、特に1)-5)について研究進展を得る事ができた。1) 固体電解質との組み合わせで、超高電位・低電位での酸化還元を示す物質の発掘、2)易ガラス形成能とガラス-結晶質の変換を利用した新しい構造形成プロセス、3)多孔体等と組み合わせによる人工的な混合伝導、電荷貯蔵界面の形成、4)ガラス系の焼結助剤などによる、良導電性粒界の構築のための検証、5)全ポリアニオン化物固体二次電池の実現と、その性能向上のための鍵となる知見と技術の確立、および、6)全固体電池の形態を活用し、新機軸を持つ空気電池の実現に展開する。
1)に関して、高電位活物質の接合として平均4.5 V Na/Na+の高電位を持つNa4Co3(PO4)2P2O7 との接合及び、平均0.1 Vの低電位を持つハードカーボンとの接合体の検証を行い、充放電特性を得た。2),5)に関して、ガラスセラミック法で形成したNa3Ti2(PO4)3電極での好適な全固体系電池特性を得ている。また、ナシコン系電解質と正極活物質の低温焼成とテープキャスティングによる厚膜焼成プロセスついて成果を得ており、これらの一体焼成もしくは段階焼成による全固体電池構築へ展開した。3)に関して、ナシコン系電解質多孔モノリスへのカーボン含侵による人工電化貯蔵界面を形成し、スーパーキャパシタ特性を得ている。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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