複数電荷応答を許容する固体マトリクスの探索

2012 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 22655067
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 無機工業材料
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 山田 淳夫 東京大学, 大学院・工学系研究科, 教授 (30359690)
• 研究期間 (年度): 2010 – 2012
• キーワード: 複数電荷応答 / 酸化還元電位 / インターカレーション / ピロリン酸

研究概要

3価の鉄原料と還元剤かつカーボン源としての有機物との燃焼反応時の自己発熱により、2価鉄からなる均一性の極めて高い前駆体を生成させ、これを比較的低温で短時間処理することでカーボンコートされた最終生成物を得る方法を開発し、効率的な材料スクリーニングを可能にした。A2MP2O7系材料において複数の新規化合物や新規多形を見いだし、高電圧特性と高安全性を高度に両立可能な材料群であることを提示した。その他、シュウ酸塩系材料の電極機能も新たに提示した。

研究成果

• [雑誌論文] Fe3+/Fe2+Redox Couple Approaching 4 V in Li2x(Fe1yMny)P2O7 (2012)
  • 著者名/発表者名: Naoya Furuta、Shin-ichi Nishimura、 Prabeer Barpanda、 Atsuo Yamada
  • 雑誌名: Pyrophosphate Cathodes、Chem. Mater 巻: Vol. 24、 ページ: 1055-1061
  • DOI: DOI：10.1021/cm2032465
  • 査読あり
• [雑誌論文] Eco-efficient splash combustion synthesis of nanoscale pyrophosphate (Li2FeP2O7) positive-electrode using Fe(III) precursors (2012)
  • 著者名/発表者名: Prabeer Barpanda、Tian Ye、Sai-Cheong Chung、Yuki Yamada、Shin-ichi Nishimura、Atsuo Yamada
  • 雑誌名: J. Mater. Chem. 巻: Vol. 22 ページ: 13455-13459
  • DOI: DOI：10.1039/C2JM32566G
  • 査読あり
• [雑誌論文] Electrochemical Redox Mechanism in 3.5VLi2-xFeP2O7(0<x<1) (2012)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Shimizu、 Shin-ichi Nisimura、 Prabeer Barpanda、 Atsuo Yamada、
  • 雑誌名: Pyrophosphate Cathode、Chem. Mater. 巻: Vol. 24、 ページ: 2598-2603
  • DOI: DOI：10.1021/cm301337z
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Voltage Pyrophosphate Cathodes (2012)
  • 著者名/発表者名: Prabeer Barpanda、Shin-ichi Nishimura、 Atsuo Yamada
  • 雑誌名: Energy Mater.、 巻: Vol. 2 ページ: 841-859
  • DOI: DOI：10.1002/aenm.201100772
  • 査読あり
• [雑誌論文] Observation of the highest Mn3+/Mn2+redox potential of 4.45 V in a Li2MnP2O7 (2012)
  • 著者名/発表者名: Mao Tamaru、 Prabeer Barpanda、 YukiYamada、Shin-ichi Nishimura、Atsuo Yamada
  • 雑誌名: pyrophosphate cathode、 Mater. Chem. 巻: Vol. 24 ページ: 526-529
  • DOI: DOI：10.1039/C2JM35260E
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-Voltage Pyrophosphate Cathode: Insights into Local Structure and Lithium-Diffusion Pathways (2012)
  • 著者名/発表者名: John M. Clark、Shin-ichi Nishimura、 Atsuo Yamada、and M. Saiful Islam、
  • 雑誌名: Angw. Chem. Int. Ed. 巻: Vol. 51、 ページ: 13149-13153
  • DOI: DOI：10.1002/anie.201205997
  • 査読あり
• [学会発表] Flash combustion synthesis and characterization of alkali metal pyrophosphate family of cathodes、 (2012)
  • 著者名/発表者名: Prabeer Barpanda、Sai Cheong Chung、 Jiechen Lu 、Tian Ye 、Shin-ichi Nishimura、 Yuki Yamada、 Atsuo Yamada、
  • 学会等名: The 53rd Battery Symposium of Japan、
  • 発表場所: 福岡県福岡市
  • 年月日: 20121114-1116
• [学会発表] Li2MP2O7 の高電位反応 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西村真一、古田直也、田丸 奏、Tian Ye、 Prabeer Barpanda、山田裕貴、 山田淳夫
  • 学会等名: 第53回電池討論会
  • 発表場所: 福岡県福岡市
  • 年月日: 20121114-1116
• [学会発表] Reaction Mechanism of Pyrophosphate Cathode Material Li2(MnyFe1-y)P2O7、 (2012)
  • 著者名/発表者名: Shin-ichi Nishimura、Naoya Furuta、 Daisuke Shimizu、Prabeer Barpanda、 Yuki Yamada 、Atsuo Yamada 、
  • 学会等名: 222nd Meeting of ECS (PRiME 2012)、
  • 発表場所: ハワイホノルル
  • 年月日: 20121007-1012
• [学会発表] Splash Combustion Synthesis and Exploration of Lithium Metal Pyrophosphate (Li1±yMP2O7)Cathodes、 (2012)
  • 著者名/発表者名: Prabeer Barpanda、Tian Ye、Jiechen Lu、 Yuki Yamada 、Sai-Cheong Chung、Shin-ich Nishimura、Atsuo Yamada、
  • 学会等名: 222nd Meeting of ECS (PRiME 2012)
  • 発表場所: ハワイ ホノルル
  • 年月日: 20121007-1012
• [学会発表] Observation of the Highest Fe2+/3+ Redox Potential Approaching 4.0 V in Fluorosulphates and Pyrophosphates Polyanionic Cathodes (2012)
  • 著者名/発表者名: Prabeer Barpanda、Tian Ye、Naoya Furuta、 Sai Cheong Chung、Shin-ichi Nishimura、 Yuki Yamada、A ts u o Y a m ad a
  • 学会等名: The 63rd Annual Meeting of the International Societyof Electrochemistry
  • 発表場所: チェコ プラハ
  • 年月日: 20120819-0824
• [学会発表] Exploring the Alkali Metal Pyrophosphates (A2-yMP2O7; A = Na, Li) Family to Design Novel Polyanionic Cathode Materials for Rechargeable Batteries (2012)
  • 著者名/発表者名: Prabeer Barpanda、Sai Cheong Chung、 Jiechen Lu、Tian Ye、Shin-ichi Nishimura、Yuki Yamada、 A ts u o Ya m ad a
  • 学会等名: 16th International Meeting on Lithium Batteries (IMLB2012)
  • 発表場所: 韓国済州島
  • 年月日: 20120617-0622
• [学会発表] One-minute Synthesis and Redox Potential Tunability in Lithium Metal Pyrophosphate (Li2-yMP2O7) Cathode Materials (2012)
  • 著者名/発表者名: Tian Ye、Prabeer Barpanda、Naoya Furuta、 Yuki Yamada、Sai-Cheong Chung、Shin-ichi Nishimura、 A t su o Y a ma da
  • 学会等名: 16th International Meetingon Lithium Batteries (IMLB2012)
  • 発表場所: 韓国済州島
  • 年月日: 20120617-0622