2020 Fiscal Year Annual Research Report
Development of new electrolytes for high-energy-density cathode materials for potassium-ion batteries
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19K15685
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
マセセ タイタス 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エネルギー・環境領域, 主任研究員 (70758466)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | カリウムイオン電池 / 電極材料 / 高電位 / 正極 / 電解質 / 高エネルギー密度 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
カリウムイオン二次電池は資源及びコスト面での優位性のみならず、現行のリチウムイオン二次電池に匹敵する高電圧電池系が実現可能であることから、次世代大型蓄電池の現実解として有望視されている。我々はカリウムイオン二次電池の研究開発において、新規電極材料として数多くの正極化合物を合成してきた。しかし、正極化合物の高電位域・高温域での作動に適合できる電解質がない。本研究では、高エネルギー密度カリウムイオン電池の創製を目指して、正極材料に適用する安定な電解質について研究を行った。
通常の有機系電解液を正極材料と組み合わせると高電位域で分解し、充放電寿命が短いことが問題であった。そこで、寿命を改善するために、イオン液体とりわけピロリジニウム塩を用いた電解質に着目したところ、様々な正極材料のサイクル特性の改善に有効であることが分かった。4 Vおよび5 V級の正極材料（ポリアニオン系化合物や層状型酸化物や有機系化合物）についても新規に合成し、カリウムイオン電池の高エネルギー密度化を図った。
また、カリウムイオンの正極への挿入脱離機構の検討を進めていた。高電位正極材料に適用できる安定な電解質を開発した結果、高エネルギー密度カリウムイオン電池の創製の可能が示された。本成果を発展させて、今後は開発した電解質に適合できる高電位正極材料の開発だけでなく、フルセル構築に向けた負極材料の開発にも取り組む予定である。
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[Journal Article] Magnetism and Ion Diffusion in Honeycomb Layered Oxide K2Ni2TeO6: First Time Study by Muon Spin Rotation & Neutron Scattering2020
Author(s)
N. Matsubara, E. Nocerino, O. K. Forslund, A. Zubayer, K. Papadopoulos, D. Andreica, J. Sugiyama, R. Palm, Z. Guguchia, S.P. Cottrell, T. Kamiyama, T. Saito, A. Kalaboukhov, Y. Sassa, T. Masese and Mansson
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Journal Title
Scientific Reports
Volume: 10
Pages: 18305
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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