メカノケミカル法によるナトリウム含有金属硫化物の新結晶相創製

• 研究課題/領域番号: 15K17920
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 作田 敦 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 電池技術研究部門, 主任研究員 (30635321)
• 研究協力者: 倉谷 健太郎 ; 竹内 友成 ; 小林 弘典
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 電極 / メカノケミストリー / 二次電池 / ナトリウム / リチウム / 硫化物 / 金属硫化物 / 電池 / メカノケミカル法

研究成果の概要

硫化物系電極活物質を用いるナトリウム二次電池は、低コストかつ高エネルギー密度な二次電池として期待されている。一方で、硫化物系電極材料は十分に探索されておらず、ことさらナトリウムを含有するものに関してはほとんど報告例がない。
本研究課題では、ナトリウム二次電池用高容量電極材料の開発の一環として、メカノケミカル合成法を用いてナトリウムを含有する金属硫化物を探索し、Na-Sb-S系およびNa-Zr-S系で岩塩型類似結晶構造を有する材料を得た。さらに、比較実験として合成したLi-Sn-S系材料においても新奇な結晶構造を有する物質を見出した。

研究成果

• [雑誌論文] Development of Sulfide Solid Electrolytes and Interface Formation Processes for Bulk-Type All-Solid-State Li and Na Batteries (2016)
  • 著者名/発表者名: A. Hayashi, A. Sakuda and M. Tatsumisago
  • 雑誌名: Frontiers in Energy Research 巻: 4 ページ: 1-13
  • DOI: 10.3389/fenrg.2016.00025
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] High Reversibility of “Soft” Electrode Materials in All-Solid-State Batteries (2016)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Sakuda, Tomonari Takeuchi, Masahiro Shikano, Hikari Sakaebe, Hironori Kobayashi
  • 雑誌名: Frontiers in Energy Research 巻: 4, Article No. 19 ページ: 1-7
  • DOI: 10.3389/fenrg.2016.00019
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 金属多硫化物を用いた革新型蓄電池開発への取組み (2017)
  • 著者名/発表者名: 作田 敦
  • 学会等名: 第8回国際二次電池展(バッテリージャパン)
  • 発表場所: 東京ビッグサイト
  • 年月日: 2017-03-02
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 硫化物材料を用いた次世代電池開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 作田 敦
  • 学会等名: 平成２８年度日本金属学会東海支部・日本鉄鋼協会東海支部学術討論会
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2017-01-31
  • 招待講演
• [学会発表] 硫化物系固体電解質を用いた全固体リチウム二次電池の開発 (2017)
  • 著者名/発表者名: 作田 敦
  • 学会等名: 第２回電池技術研究部門フォーラム
  • 発表場所: ナレッジキャピタル コングレコンベンションセンター
  • 年月日: 2017-01-13
  • 招待講演
• [学会発表] SnS-P2S5系およびSnO-P2O5系ガラス電極材料の成形性と弾性率の評価 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野瀬 将史、加藤 敦隆、作田 敦、林 晃敏、辰巳砂 昌弘
  • 学会等名: 第57回ガラスおよびフォトニクス材料討論会
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2016-11-13
• [学会発表] 非晶質多硫化チタン系電極材料の開発とその充放電機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 作田 敦
  • 学会等名: 平成28年度 第2回 ガラス科学技術研究会講演
  • 発表場所: 日本ガラス工業センター
  • 年月日: 2016-09-29
  • 招待講演
• [学会発表] DEVELOPMENT OF ALL-SOLID-STATE LITHIUM SECONDARY BATTERIES USING SULFIDE SOLID ELECTROLYTES: RECENT PROGRESS AND CHALLENGES (2016)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Sakuda
  • 学会等名: The 3rd International Conference of Global Network for Innovative Technology (IGNITE-2016)
  • 発表場所: Evergreen Hotel, ペナン, マレーシア
  • 年月日: 2016-01-27
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 高エネルギー密度多硫化物電池の研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 作田 敦
  • 学会等名: 第379回電池技術委員会
  • 発表場所: 京都ガーデンパレス、京都市
  • 年月日: 2015-12-18
  • 招待講演
• [学会発表] 全固体リチウム二次電池の開発における機械的特性の重要性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 作田 敦、竹内 友成、小林 弘典、林 晃敏、辰巳砂 昌弘
  • 学会等名: 日本セラミックス協会第２８回秋季シンポジウム
  • 発表場所: 富山大学、富山市
  • 年月日: 2015-09-17
  • 招待講演
• [産業財産権] リチウムスズ硫化物 (2017)
  • 発明者名: 作田敦、倉谷健太郎、小林弘典、竹内友成
  • 権利者名: 作田敦、倉谷健太郎、小林弘典、竹内友成
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2017-001810
  • 出願年月日: 2017-01-10