| 研究課題/領域番号 |
18K05288
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分36020:エネルギー関連化学
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
中村 崇司 東北大学, 多元物質科学研究所, 准教授 (20643232)
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| 研究分担者 |
木村 勇太 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (60774081)
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| 研究期間 (年度) |
2018-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 配分額 *注記 |
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | リチウムイオン電池 / リチウム過剰系正極 / 酸素脱離 / Li過剰系正極 / 酸素欠損 / アニオン欠陥 / 正極材料 / Liイオン二次電池 / 正極 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では、熱重量天秤とクーロン滴定セルを併用することで、次世代リチウムイオン電池正極として期待されているLi過剰系正極材料の酸素脱離現象を実験的に評価することに成功した。これは電池の安全性に関わる重要な知見である。さらにクーロン滴定法を活用することで任意量の酸素欠損を導入した正極材料を合成し、酸素欠陥種が電極特性に与える影響を明らかにした。Li過剰系正極では、酸素欠損を導入することで容量維持率が大きく向上することを見出した。一連の成果は電池材料の欠陥エンジニアリングを大きく発展させる学術的指針となるものである。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、固体イオニクス的手法を電池材料に適用することで、これまで明らかにされてこなかった酸化物系正極材料からの酸素脱離現象を定量的に評価し、そのメカニズムに迫ることに成功した。これは学術的に極めて重要な知見である。また酸化物イオン伝導体を使った電気化学セルを活用することで、任意量の酸素空孔を含有した酸素欠損正極を合成することに成功し、酸素欠損導入により容量維持率が大きく改善することを見出した。以上の成果はクリーンエネルギー技術の開発に資するものであり、将来的には持続可能な社会の発展に貢献することが期待できる。
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