研究課題
本研究では、代表者らが独自に進めてきた、酸化物結晶化ガラスによるナトリウムイオン電池材料について、酸化物全固体電池でのみ確認できる特異な反応性について、超高圧充電に対する安定性と合金系負極活物質の反応性に注目して、モルフォロジーと電気化学的側面から解明することを目的とし、以下の課題を実施した。【レーザー誘起ガラス化プロセスによるガラス系正極の物性】レーザーによく局所加熱でリン酸鉄ナトリウムをガラス化することに成功したことから、非晶質の状態で良好に動作する正極活物質の探索と、結晶化挙動の解明を進める。具体的な組成はNaFePO4などである。NaFePO4は結晶状態ではナトリウムサイトを取り囲むように孤立したリン酸が存在することから、活物質として不活性である。ところがこれを非晶質化すると放電容量が向上することを見出した。さらにガラス形成能が低い酸フッ化物系にも本手法を適用できることを明らかにした。【スズケイ酸、ビスマスケイ酸系結晶化ガラスの創製と負極への展開】スズ、ビスマス系結晶化ガラスからなる負極活物質の合成と熱処理による結晶化及び得られた複合体の負極活物質としての評価を実施した。ビスマスケイ酸塩は通常の溶融法でガラス形成が可能で、還元熱処理によって相分離と結晶化が進行し、数十ナノメートルと微細なビスマス粒子が形成した。スズケイ酸塩は溶融法ではガラス化しないが、メカノケミカル法によってガラスを作製した。ビスマスケイ酸塩と同様に酸化スズナノ粒子の結晶化と還元によるスズナノ粒子の形成が達成され、良好な充放電反応を示すことが明らかとなった。
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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https://mst.nagaokaut.ac.jp
