Syntheses and layer distance control of novel anode materials and improvement for performance of Na ion battery

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02818
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 36020:Energy-related chemistry
• Research Institution: Kyushu Institute of Technology
• Principal Investigator: MA TINGLI 九州工業大学, 大学院生命体工学研究科, 教授 (20380545)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 飯久保 智 九州大学, 総合理工学研究院, 教授 (40414594)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ナトリウムイオン電池 / ２D電極材料 / 層間制御 / 脱離機構 / 高性能化 / 低コスト化 / 新規材料の合成 / 電池の性能評価

Outline of Final Research Achievements

Recently, ambient-temperature sodium ion batteries (SIBs) have attracted extensive attention again and confirmed to be a promising alternative to LIBs due to the low cost, natural abundance and high energy densities, meeting the demands of large-scale electrical energy storage systems.　This work developed 2D materials to applicate SIBs. The 2D composition and distinctive structure facilitate the rapid diffusion of Na+ and improve the charge transfer at the heterogeneous interface, providing sufficient space for volume expansion and improving anode materials’ structural stability. The results showed that our 2D material makes it a promising candidate for sodium storage.

Free Research Field

蓄電池　電極材料

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究を実施することにより、今まで報告された負極材料より高性能な負極材料が開発できた。またNa+の挿入及び脱離の改善にも成功した。更に電池の充電、充放電サイクル寿命と安定性などについての有用性も確認できた。ナトリウムイオン電池の実用化ができれば、埋蔵量の制約がリチウムイオン二次電池より約3桁に緩和され、環境負荷とコストを大幅に低減できると期待される。またナトリウムイオン二次電池は低コストであるため、大型蓄電デバイスにも使用可能である。