高電流密度・高起電圧を有するマグネシウムイオン二次電池開発へ向けた正極材料の研究

研究課題

研究課題/領域番号	22686064
研究種目	若手研究(A)
配分区分	補助金
研究分野	構造・機能材料
研究機関	京都大学
研究代表者	市坪哲京都大学, 工学研究科, 准教授 (40324826)
研究期間 (年度)	2010 – 2011
研究課題ステータス	完了 (2011年度)
配分額 *注記	26,520千円 (直接経費: 20,400千円、間接経費: 6,120千円) 2011年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円) 2010年度: 20,020千円 (直接経費: 15,400千円、間接経費: 4,620千円)
キーワード	Mgイオン電池 / 蓄電池 / 多価イオン電池 / 正極材料 / 負極材料 / 電解液 / 二次電池 / マグネシウムイオン / コバルト複合酸化物 / ニッケル複合酸化物 / 充放電特性 / 開回路起電圧
研究概要	マグネシウム金属負極から構成されるマグネシウムイオン電池(MIB)は,キャリアが二価イオンであること,およびその低い酸化還元電位のために,高エネルギー密度、高起電力を有することが期待される.しかし,これまでに報告されているMIBのセル電圧(約1. 5 V)は,リチウムイオン電池(約4-5 V)よりもはるかに下にある.本研究では、Mg金属負極と電解液[溶媒:アセトニトリル+電解質:Mg(ClO4) 2]で構成されているMIBの正極として, Mg-Co-OおよびMg-Ni-O複合酸化物の正極材料の可能性を検討した.これらで構成されるMIBは、相対的に高い開回路電圧OCVを示した.アセトニトリル電解質と金属Mgとの組み合わせは, Mg電極の表面を不動態化することが問題である.そこで,これまでによく確立されているリチウムイオン電池系の電解液を使って充電した電池は,高いOCVを示すことを検証した.このような高いセル電圧を達成するためには,やはりホスト複合酸化物における電荷後の不安定なイオンを利用することが重要であろう.