全固体Na―空気電池の開発

• 研究課題/領域番号: 15K17923
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: デバイス関連化学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 猪石 篤 九州大学, エネルギー基盤技術国際教育研究センター, 助教 (10713448)
• 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: ナシコン / ナトリウム / ナトリウム金属

研究成果の概要

Na3Zr2Si2PO12は、ナトリウム金属に対して化学的に安定であり、負極として使用可能であるが、固体電解質に粒界が多く存在すると、充放電中に粒界で金属が析出し、電圧が不安定になることが分かった。正極については、La0.6Sr0.4Co0.2Fe0.8O3とNa3Zr2Si2PO12との反応性を検討したところ、800℃でXRDパターンから位相が観測され、両者が反応することが分かった。理想的な全固体電池の界面構築を狙って、Na2.6V1.6Zr0.4(PO4)3の単一材料で全固体電池を作製した。25℃で充放電試験を行ったところ、電極と電解質間の界面抵抗が無視できるほど小さいことが確認された。

研究成果

• [雑誌論文] A Single-Phase, All-Solid-State Sodium Battery Using Na3-xV2-xZrx(PO4)3 as the Cathode, Anode, and Electrolyte (2017)
  • 著者名/発表者名: Atsushi Inoishi, Takuya Omuta, Eiji Kobayashi, Ayuko Kitajou, Shigeto Okada
  • 雑誌名: Advanced Materials Interfaces 巻: 4 号: 5 ページ: 1600942-1600946
  • DOI: 10.1002/admi.201600942
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] Li1.5Cr0.5Ti1.5(PO4)3単相型全固体リチウムイオン電池の低温動作特性 (2017)
  • 著者名/発表者名: 猪石 篤, 吉岡勇登, 大牟田拓也, 小林栄次, 喜多條 鮎子, 岡田 重人
  • 学会等名: 電気化学会第84回大会
  • 発表場所: 首都大学東京（東京都八王子市）
  • 年月日: 2017-03-25
• [学会発表] 単相型酸化物系全固体Liイオン電池の高速充放電特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 猪石 篤, 吉岡勇登, 大牟田拓也, 小林 栄次, 喜多條 鮎子, 岡田 重人
  • 学会等名: 第42回固体イオニクス討論会
  • 発表場所: 名古屋国際会議場（名古屋市）
  • 年月日: 2016-12-06
• [学会発表] All-Solid-State Sodium-Ion Battery with Nasicon (2016)
  • 著者名/発表者名: 猪石 篤, 小林 栄次, 喜多條 鮎子, 岡田 重人
  • 学会等名: PRiME2016
  • 発表場所: United States of America
  • 年月日: 2016-10-07
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Na3V2(PO4)3への異元素添加による電気伝導度向上と単相型全固体電池特性への影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 猪石 篤、大牟田 拓也、小林 栄次、喜多條 鮎子、岡田 重人
  • 学会等名: 電気化学会第83回大会
  • 発表場所: 大阪大学（吹田市）
  • 年月日: 2016-03-29
• [学会発表] ナシコン単層全固体リチウムイオン電池及びナトリウムイオン電池の電気化学特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 猪石 篤、大牟田 拓也、小林 栄次、喜多條 鮎子、岡田 重人
  • 学会等名: 第41回固体イオニクス討論会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌市）
  • 年月日: 2015-11-25
• [学会発表] ナシコン単層全固体ナトリウムイオン電池の電気化学特性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 猪石 篤、大牟田 拓也、小林 栄次、喜多條 鮎子、岡田 重人
  • 学会等名: 第56回電池討論会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2015-11-11
• [備考] 九州大学 研究者情報
  • URL: http://hyoka.ofc.kyushu-u.ac.jp/search/details/K005078/index.html
• [備考] 九州大学 岡田研究室HP
  • URL: http://www.cm.kyushu-u.ac.jp/dv07/dv07j.html