研究課題
本研究の目的はブラックボックス化しているマグネシウム二次電池の正・負極/電解質界面における反応機構を理解し、制御することである。ヘテロ界面の観察のために、構造が正確に規定された、モデル界面を作製した。測定対象として、正極にはFePO4、電解質として無機塩＋グライム溶媒を用いた。規定された界面の反応速度を電気化学測定により計測した。放射光を用いたオペランドX線吸収分光(XAS)により、電極/電解質ヘテロ界面構造をデバイス作動条件下で観察し、電子構造、結晶構造、溶媒和構造について、同時に測定するバルク構造との相違点を明らかにすることを目指した。(i)FePO4薄膜モデル電極を用いてMg電解質中での界面反応抵抗の計測を試みた。測定系を構築し計測を行ったところ、Li電解質中と比較して、界面反応および活性化エネルギーが非常に大きいことが判明した。(ii)Mg析出溶解反応を解析するため各Mg電解質の粘度、導電率を測定した。導電率は対称セルにMg電解質を充填し、交流インピーダンス測定により求めた。得られた各Mg電解質の粘度、導電率と交換電流密度の活性化エネルギーおよびXAS、ラマン分光法から推定した溶媒和構造を踏まえて可逆的なMg析出溶解反応に必要な支配因子を解析した。
2: おおむね順調に進展している
初年度計画の内容を予定通り実施し、新規測定系での問題点等を明らかにすることができた。次年度以降の計画を実施するための基盤情報を取得しており、順調に進展している。
正極反応の検討では薄膜電極での計測が容易でないことから、合剤電極と中温領域の計測を組み合わせて、検討を行う。負極の反応解析はオペランド測定を実施して、析出反応の解析を試みる。
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