• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2016 年度 実績報告書

全固体ナトリウム‐硫黄電池の実現にむけた材料および構造に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 15J12341
研究機関大阪府立大学

研究代表者

谷端 直人  大阪府立大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2017-03-31
キーワード全固体ナトリウム電池 / 硫黄電極 / 高容量
研究実績の概要

本年度は、前年度に引き続き、従来の電極よりも高容量を示す「十硫化四リンを用いたアモルファス状硫黄電極」についての研究を行った。本年度は、核磁気共鳴分光 (NMR) 測定や光電子分光 (XPS) 測定などを測定し、全固体ナトリウム電池における十硫化四リンを用いたアモルファス状硫黄電極の構造解析を行った。これらの構造解析を複合的に考慮した結果、充放電に伴い、イオン伝導パスが形成される充放電機構を明らかにした。また、透過電子顕微鏡による硫黄電極の観察から、そのイオン伝導パスがナノスケールで結晶化している様子が観測された。
一方、十硫化四リンを用いたアモルファス状硫黄電極を用いた全固体リチウム電池は、全固体ナトリウム電池より高容量を示す。全固体リチウム電池においても構造解析を行った結果、ナトリウム系と同様の充放電反応が進行していることが明らかになった。しかし、リチウム系においては、充放電後の結晶化は生じていないことが明らかになった。これらの結果から、ナトリウム系におけるイオン伝導パスの結晶化は容量劣化の要因になると考えられる。そこで、十硫化四リンの一部を二硫化ケイ素に置き換え多成分化することによって、この結晶化の抑制に成功した。その結果、充放電容量も増加し、全固体ナトリウム電池における最大の充放電容量を達成した。これらの研究内容に関しては、日本セラミックス協会や関西電気化学研究会などからポスター賞を受賞している。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2016

すべて 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [学会発表] 常温作動型全固体Na/S電池に向けた硫化物固体電解質および硫黄電極複合体のキャラクタリゼーション2016

    • 著者名/発表者名
      谷端直人
    • 学会等名
      2016年度第2回関西電気化学研究会
    • 発表場所
      京都、京都大学 吉田キャンパス
    • 年月日
      2016-10-15 – 2016-10-15
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of Sulfur-Phosphorus Sulfide Composite Electrodes in All-Solid-State Na/S Batteries2016

    • 著者名/発表者名
      谷端直人・林 晃敏・辰巳砂昌弘
    • 学会等名
      Pacific Rim Meeting on Electrochemical and Solid-State Science
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii
    • 年月日
      2016-10-02 – 2016-10-07
    • 国際学会
  • [学会発表] 高容量全固体ナトリウム電池における硫黄-硫化リン複合体の微細構造と電池特性2016

    • 著者名/発表者名
      谷端直人・塚崎裕文・林 晃敏・森 茂生・辰巳砂昌弘
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第29回秋季シンポジウム講演
    • 発表場所
      広島、広島大学 東広島キャンパス
    • 年月日
      2016-09-07 – 2016-09-09
  • [学会発表] 全固体電池の可逆性に及ぼす硫黄-硫化リン複合体正極の構造の影響2016

    • 著者名/発表者名
      谷端直人
    • 学会等名
      日本化学会電気化学ディビジョン化学電池材料研究会第38回講演会&夏の学校
    • 発表場所
      奈良、美榛苑
    • 年月日
      2016-09-04 – 2016-09-06
  • [学会発表] Characterization of S-P2S5 Composite Electrodes for All-Solid-State Na/S Batteries2016

    • 著者名/発表者名
      谷端直人
    • 学会等名
      日本セラミックス協会第48回ガラス部会夏季若手セミナー
    • 発表場所
      滋賀、彦根ビューホテル
    • 年月日
      2016-08-22 – 2016-08-24
  • [学会発表] 立方晶Na3PS4ベース固体電解質とアモルファスTiS3電極を用いた全固体ナトリウム電池のキャラクタリゼーション2016

    • 著者名/発表者名
      谷端直人・林 晃敏・辰巳砂昌弘
    • 学会等名
      第11回日本セラミックス協会関西支部学術講演会
    • 発表場所
      大阪、大阪大学中之島センター
    • 年月日
      2016-07-29 – 2016-07-29

URL: 

公開日: 2018-01-16  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi