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次世代高エネルギー密度型リチウムイオン電池およびナトリウムイオン電池用正極材料

Research Project

Project/Area Number 12F02506
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Inorganic industrial materials
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

鹿野 昌弘  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 主任研究員 (20344111)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) BEN YAHIA Hamdi  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 外国人特別研究員
HAMDI Ben Yahia  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 外国人特別研究員
BENYAHIA Hamdi  独立行政法人産業技術総合研究所, ユビキタスエネルギー研究部門, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2014)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2014: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2013: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2012: ¥400,000 (Direct Cost: ¥400,000)
Keywordsリチウムイオン電池 / ナトリウムイオン電池 / 電極材料 / 無機合成 / 結晶構造解析 / 単結晶 / ポリアニオン
Outline of Annual Research Achievements

昨年度より継続し、A+2M2+O2 およびA+3M2+O2.5 (A: Li, Na, K; M: Mn, Fe, Co)およびポリアニオン系化合物の検討を進めた。オキシフッ化リン酸塩については、高圧を印加することで従来知られていなかった高圧相のNa2CoPO4Fを創生し、その結晶構造と磁気特性について報告を行った。これは、昨年度進めた高容量型の正極材料として期待されるNa2MPO4F (Mn, Fe, Co, Ni)を含む一連のオキシフッ化リン酸塩の合成と結晶構造について研究を拡張した成果である。さらにその関連化合物であるCo2PO4Fについても、結晶構造を報告し受理された。これらのCo系遷移金属系化合物は、新規な遷移金属系材料群開発の端緒になると期待している。さらに昨年度国際誌で報告したLi9Mg3[PO4]4F3 とLi2MgPO4Fのイオン伝導機構について、リチウム電池国際会議で報告を行った。このように、種々の材料探索を積極的に進める中で、銅系のバナジン酸化合物が250 mAh/g以上という秀でた高容量特性を示すことを発見し、特許として出願した。現在投稿論文の作成を進めているところである。
当初の目的の一つであったナトリウムイオン電池用正極材料の開発には至らなかったが、関連するNa含有複合酸化物を創生し、この分野の発展に寄与できたと思われる。とくに、リチウムイオン電池用正極材料については新規な材料を論文、国際会議、特許として報告するなど大きな進展を示すことに成功した。新しいコンセプトであったA+2M2+O2 およびA+3M2+O2.5系材料で有効な正極材料は見出すことができなかったが、種々の磁性を示す新規な化合物を創生した。そのいくつかについては、オーストラリアの研究機関ANSTOにおいて、中性子線回折による実験を実施しており、本報告書に加えて更なる論文投稿の準備作業を継続している。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2014 Annual Research Report
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2015 2014 2013

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] Single Crystal and Magnetic Structures of maricite-type AgMnVO42015

    • Author(s)
      BEN YAHIA, Hamdi、鹿野 昌弘、小林 弘典、GAUDIN Etienne、 AVDEEV Maxim、LING Chris D.
    • Journal Title

      Journal of Solid State Chemistry

      Volume: 221 Pages: 306-310

    • DOI

      10.1016/j.jssc.2014.09.017

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Structural, magnetic, and electrochemical properties of the high pressure form of Na2Co[PO4]F2014

    • Author(s)
      BEN YAHIA, Hamdi、森 大輔、鹿野 昌弘、小林 弘典、稲熊 宜之
    • Journal Title

      Darton Transactions

      Volume: 43 Issue: 36 Pages: 13630-13636

    • DOI

      10.1039/c4dt01418a

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] The new disordered triplite polymorph of Co2[PO4]F2014

    • Author(s)
      BEN YAHIA, Hamdi、鹿野 昌弘、小林 弘典
    • Journal Title

      Zeitschrift fuer Kristallographie

      Volume: 229 Issue: 12 Pages: 775-781

    • DOI

      10.1515/zkri-2014-1747

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Synthesis and characterization of the crystal and magnetic structures and properties of the hvdroxvfluorides Fe (OH) F and Co (OH) F2014

    • Author(s)
      BEN YAHIA, Hamdi、鹿野 昌弘、田渕 光春、小林 弘典、Avdeev, Maxim、Tan, Thiam Teck、Liu, Samuel、Ling, Chris D.
    • Journal Title

      Inorganic Chemistry

      Volume: 53 Issue: 1 Pages: 365-374

    • DOI

      10.1021/ic402294g

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Structural relationships among LiNaMg [PO₄]F and Na_2M [PO_4] F (M = Mn-Ni, and Mg), and the magnetic structure of LiNaNi [PO_4] F2014

    • Author(s)
      BEN YAHIA, Hamdi、鹿野 昌弘、小林 弘典、Avdeev, Maxim、Liu, Samuel、Ling, Chris D.
    • Journal Title

      Darton Transactions

      Volume: 43 Issue: 5 Pages: 2044-2051

    • DOI

      10.1039/c3dt52587b

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Single crystal grouth of the novel Mn_2 (OH)_2SO_3, Mn_2F (OH) SO_3, and Mn_6 (OH)_4 (H_2O)_2 [SO_3]_2 [SO_4] compounds using hydrothermal method2013

    • Author(s)
      BEN YAHIA, Hamdi、鹿野 昌弘、小林 弘典
    • Journal Title

      Darton Transactions

      Volume: 42 Issue: 19 Pages: 7158-7166

    • DOI

      10.1039/c3dt50415h

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Phase transition mechanisms in LiₓCoO_2 (0.25 ≤ x≤ 1) based on group-subgroup transformations2013

    • Author(s)
      BEN YAHIA, Hamdi、鹿野 昌弘、小林 弘典
    • Journal Title

      Chemistry of Materials

      Volume: 25 Issue: 18 Pages: 3687-3701

    • DOI

      10.1021/cm401942t

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Synthesis and characterization of the crystal structure and magnetic properties of the hydroxyfluoride MnF2_<2-x> (OH)ₓ (x~0.8)2013

    • Author(s)
      BEN YAHIA, Hamdi、鹿野 昌弘、小林 弘典、Avdeev, Maxim、Liu, Samuel、Ling, Chris D.
    • Journal Title

      Physical Chemistry Chemical Physics

      Volume: 15 Issue: 31 Pages: 13052-13060

    • DOI

      10.1039/c3cp52327f

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] フッ化リン酸系化合物(Li,Na)MPO4F (M = Ni, Fe, Co)の結晶構造と磁性2014

    • Author(s)
      BEN YAHIA, Hamdi、鹿野 昌弘、栄部 比夏里、田渕 光春、小池 伸二、小林 弘典、川路 均、AVDEEV Maxim、LING Chris D.
    • Organizer
      日本物理学会2014秋季大会
    • Place of Presentation
      中部大学(春日井市 、 愛知県)
    • Year and Date
      2014-09-07 – 2014-09-10
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Li9Mg3[PO4]4F3 and Li2Mg[PO4]F: Crystal Structures and Ionic Conductivities2014

    • Author(s)
      BEN YAHIA, Hamdi、鹿野 昌弘、竹内 友成、小林 弘典
    • Organizer
      17th International Meeting on Lithium Batteries
    • Place of Presentation
      Villa Erba(Como市、Lombardy州、イタリア)
    • Year and Date
      2014-06-10 – 2014-06-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Crystal Structure, Magnetic, and Electrochemical Properties of Li_<2-x>Na_x M [PO_4] F (M=Mn, Fe, Co, Ni, and Mg)2013

    • Author(s)
      BEN YAHIA, Hamdi、鹿野 昌弘、栄部 比夏里、小池 伸二、田渕 光春、辰巳 国昭、小林 弘典
    • Organizer
      2013 MRS Fall Meeting & Exhibit
    • Place of Presentation
      Hynes Convention Center (Boston, Massachusetts, USA)
    • Year and Date
      2013-12-03
    • Related Report
      2013 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 銅含有複合ポリアニオン系複合酸化物、その製造方法、及びそれを用いた二次電池2015

    • Inventor(s)
      鹿野昌弘、BEN YAHIA Hamdi
    • Industrial Property Rights Holder
      鹿野昌弘、BEN YAHIA Hamdi
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2015-029563
    • Filing Date
      2015-02-18
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-04-25   Modified: 2024-03-26  

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