2020 Fiscal Year Research-status Report
Development of electrolyte for high-voltage potassium secondary battery
| Project/Area Number |
19K15686
|
|---|
| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
|---|
Principal Investigator |
吉井 一記 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, 研究員 (80735960)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
|
| Keywords | 電解液 / イオン液体 / カリウム電池 / 金属負極 / 高電位正極 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、次世代蓄電池として注目されているカリウム二次電池の電解液に関して（１）電解液のスクリーニングと体系化、（2）新規添加剤の設計・合成を行うことで、高電位正極と負極に適合する電解液を開発することを目的としている。
（１）について、前年度までの研究において、イオン液体を用いた電解液系が金属カリウムの可逆な析出溶解が可能であり、４V級の正極材料および金属カリウムからなる電池を構築した際に良好なサイクル特性を示すことを明らかにした。そこで本年度では、有機電解液系のスクリーニングを実施した。正極材料としてK2Ni2-xCoxTeO6系の正極を用いて充放電試験を実施したところ、電解質を高濃度に溶解した濃厚系電解液が良好なサイクル特性を示すことが明らかになった。サイクル特性が向上した理由としては、通常濃度系の電解液の場合と比較して、負極上でのクーロン効率が上昇したことが考えられる。また、正極上での被膜形成なども関係していると考えられ、詳細についてはさらに検討を進める予定である。
(2)について、添加剤の合成に着手した。想定した化合物のカリウム塩は精製等に問題があり、電池試験への応用は行えていない。一方、比較として作製したナトリウム塩については良好に合成を行うことができた。文献などを調査すると、ナトリウム塩についてもあまり研究実施例がなく、カリウム系と比較することで、学術的に意義のある研究が展開できると考えている。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の計画通り、高電圧カリウム二次電池用の有機電解液についてスクリーニングを行い、順調に研究を進めることができた。添加剤についても合成については目処が立っており、ナトリウム系と比較することで新たな展開も期待できると考えている。
|
| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通りに進んでいるため、基本的な計画に変更はない。
電解液のスクリーニングについては、これまでに得られた結果を論文としてまとめることを考えている。添加剤については合成を最優先し、電池試験への応用、電解液の物性評価などを進める予定である。
|
| Causes of Carryover |
研究を進めていく上で必要に応じて研究費を執行したため当初の見込み額と執行額が異なった。
研究計画に変更はなく、前年度の研究費も含め、当初予定通りの計画を進めていく。
|
