2021 Fiscal Year Annual Research Report
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19H00882
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| Research Institution | Tokyo University of Agriculture and Technology |
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Principal Investigator |
直井 勝彦 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 理事 (70192664)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
沖田 尚久 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (70846625)
岩間 悦郎 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90726423)
近岡 優 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (00908626)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | キャパシタ / 省エネルギー / 再生可能エネルギー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
R2年度までの研究成果より、Si固溶型LVO(LVSiO)の合成・評価により、LVSiOがメカニカル活性化LVOを代替可能であること、またこれにより将来的な材料合成の大型化の可能性が開けた。R3年度は、LVSiOのキャパシタ材料としての実用性評価として、本材料の保存特性・フルセル充放電特性評価を行った。50度における大気化放置試験では、メカニカル活性化LVOは数日で活性化前(cation-order)LVOのXRDピークの出現が確認された。一方で、LVSiOでは1ヶ月以上、不純物ピークの生成は見られず、メカニカル活性化LVOよりも安定な結晶構造であることが確認できた。さらにLVSiOを負極として、LVPを正極として用いたラミネート型セルを構築し、充放電評価を行った。結果、充放電ともに高い特性(100 C 維持率70%以上)を実現することが確認され、LVSiO//LVPキャパシタセルの基礎特性として申し分ない結果であることが示された。さらに、もうひとつのキャパシタ負極材料候補であるカチオン欠陥型材料Y2Ti2O5S2(YTOS)を合成し、Liハーフセルによる充放電特性評価を行ったところ、500サイクル後に初期容量80%以下という著しいサイクル結果を示すことがわかった。これに対し、電位範囲を制御(0.1-1.1 V vs. Li) して充放電を行ったところ、500サイクルで96.1%と高い容量維持率を示すことに成功した。XPS等の解析結果から、電位範囲制御によって、YTOSからの硫黄の微量流出ならびに還元分解皮膜の過剰生成の抑制に繋がっていることが確認された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
LVSiO負極の実用性評価として、フルセルにおける充放電評価・保存特性が確認できている。また、YTOS負極の評価・特性の改善も順調に実施できている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまで負極材料評価を中心に行ってきたが、今後(R4年度以降)は正極材料候補であるLi3V2(PO4)3)(LVP)に焦点を当て、研究を行っていく。具体的には、異種金属置換によるLVPの安定性(耐水性)ならびに電気化学特性の変化、さらにはフルセル長期サイクル時の充放電安定性の評価を中心に進める予定である。
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[Presentation] 太陽光発電の高効率化を可能とする高速蓄電デバイス[nano-Li3VO4//nano-Li3V2(PO4)3 ]の開発2021
Author(s)
直井 勝彦, 原田 雄太, 松村 圭祐, 近岡 優, 沖田 尚久, 岩間 悦郎, 近藤 竜也, 湊 啓裕, 町田 健治, 石本 修一, 直井 和子, 玉光 賢次
Organizer
第62回電池討論会
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