Study on the redox reaction of high-potenteial positive electrode generated in the solid-state batteries

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K15313
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 26040:Structural materials and functional materials-related
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: Inoishi Atsushi 九州大学, 先導物質化学研究所, 助教 (10713448)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: ナシコン / 全固体電池 / 正極 / ポリアニオン

Outline of Final Research Achievements

Li3Fe2(PO4)3 (LFP) was used to make a battery with a single material. It showed excellent cyclability as an all-solid-state battery. The half cell of LFP was charged and discharged using a non-aqueous electrolyte and redox reaction was analyzed. The formation of Fe4 + was observed after charging, Therefore, the redox of Fe3+/Fe4+ mainly contributed to the charge-discharge reaction.

Free Research Field

固体電気化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

リチウム電池の高エネルギー密度化のための方策の一つとして、高電位化が挙げられる。有機電解液を用いる従来型のリチウム電池では電解液の分解が併発するため高電位正極の適用が難しい。本研究では、正極、負極、固体電解質の3つの役割を単一の酸化物系材料が担う「電極電解質一体型電池」を利用して酸化物の全固体電池を作製し、高電位正極反応の開発を検討した。Li3Fe2(PO4)3を全固体電池として用い、その充放電サイクルが優れているとともに、正極反応としてFe4+が生成していることを明らかにした。