2014 Fiscal Year Annual Research Report
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25630285
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| Research Institution | Osaka Prefecture University |
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Principal Investigator |
辰巳砂 昌弘 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50137238)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
林 晃敏 大阪府立大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10364027)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 全固体電池 / 固体電解質 / メカノケミストリー / ナトリウム電池 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、全固体ナトリウム電池の特性向上にむけて、遊星型ボールミルを用いた電極複合体の作製手法について検討した。遷移金属硫化物正極活物質として、アモルファスTiS3を含む電極複合体を作製した。これを用いた全固体ナトリウム電池は、室温で約300 mAh/gの容量を数サイクル保持することがわかった。正極および負極(Na15Sn4)に対して導電剤であるアセチレンブラック(AB)を添加することによって、全固体電池のサイクル性とレート特性が向上することを見出した。また従来用いてきたNa3PS4固体電解質に比べて高い導電率を示す94Na3PS4･6Na4SiS4(mol%)電解質の適用が、全固体電池のレート特性向上に効果的であることがわかった。
また、高容量負極活物質として黒リンの適用を検討した。ボールミル処理により得られた黒リン－AB－Na3PS4複合体を用いた全固体電池は、Na3PS4を乳鉢で混合した場合に比べて初期放電容量が約1.6倍増大し、黒リンの理論容量に近い2195mAh g-1を示した。しかし充放電を繰り返すと容量減少が見られた。リンへナトリウムが挿入されることによる大きな体積変化が一因と考えられ、充放電サイクル特性の改善が今後の課題である。
一方、メカノケミカル反応過程において、遷移金属硫化物活物質とNa3PS4電解質を形成させることによって、大きな接触面積を有する複合体の作製を行った。出発原料として、NiとNa2S2を用いてメカノケミカル処理することによって、NiS-Na2S複合体が得られた。そこへP2S5を加えて同様の処理をすることによって、NiS活物質とNa3PS4電解質が共存した複合体の得られたことを、XRDおよびRaman、NMRを用いて明らかにした。この複合体を用いることによって、高容量を示す全固体ナトリウム電池の作製が期待できる。
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Research Products
(10 results)
