| 研究領域 | 複合アニオン化合物の創製と新機能 |
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| 研究課題/領域番号 |
19H04693
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
理工系
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| 研究機関 | 信州大学 |
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研究代表者 |
是津 信行 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (10432519)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
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| キーワード | 表面 / 複合アニオン / リチウムイオン電池 / ナトリウムイオン電池 / アニオン |
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| 研究開始時の研究の概要 |
晶癖・晶相を制御してフラックス育成した目的組成の電極活物質結晶粒子表面を複合アニオン化し，結晶表面の表面自由エネルギー変化による晶癖発達面制御や，電解液分子の吸着配向，さらに電解液の酸化分解反応＠正極表面または還元分解反応＠負極表面をともなって生成するSEI層の構造に及ぼす効果を明らかにし，高効率かつ安全なLi+伝導界面反応場（人工SEI層）形成の道筋をつける。
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| 研究実績の概要 |
スピネル型LiNi0.5Mn1.5O4や層状岩塩型LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2，NaNi0.4Mn0.4Fe0.3O2を中心に，低温域(室温～100℃)，中温域(～600℃)，高温域(～1000℃)の異なる温度域での反応を使い分けることで，酸化物活物質表面層のO2-の一部をF-，Cl-，S2-，N3-にそれぞれ置換した，二成分系あるいは三成分系の複合アニオン化表面層を設けた活物質を合成することができた。電池反応解析において，それぞれのアニオン種固有の特徴を反映するような結果が得られたことから，複合アニオン化表面によってもたらされる効果に関する学術的な体系化の基礎なる部分を構築できたと言える。さらに，各反応の使い分けにより，二元系複合アニオン化表面(たとえばMnO4F2八面体)では，cisとtrans 配位を含む配位の自由度をある程度作り分けて合成することができた。これらの幾何異性体は，それぞれ異なる物性をもたらしたことから，複合アニオン化表面形成による材料設計において，配位の自由度に着想したデザインが可能であることを示すことができたと言える。その他，各反応を組み合わせることで，三元系複合アニオン化表面を合成し，電気化学測定から，それぞれのアニオン種固有の特徴が同時に表出されることがわかった。現段階においては，三種の異なるアニオン種によってもたらされる相乗的な機能の発現には至っていない。今後は，三種のアニオン種を同時に含む複合アニオン化表面について，その配置の自由度や対称性の低下，アニオン種の結合性などを配慮した化合物を合成し，三種のアニオン種が存在することによってもたらされるシステム機能の創発について取り組んでいきたい。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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