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高性能二次電池の開発は、車載用として利用することによって二酸化炭素の排出量を削減することに繋がり、低炭素社会の実現に向けて重要である。高エネルギー密度を有する二次電池として注目されているのは、Liイオン電池であり、電気自動車への応用を考え、高出力化の研究にも注目が集まっている。高出力化の手段として、ナノ構造制御に基づく研究が活発に行われている。これは、ナノ構造化することによってLiイオンの拡散距離を短くすることができるうえ、界面反応場を広げることもでき、高出力化に適しているためである。世界的にLiイオン電池の研究開発が進められる中で、同時にLi資源の枯渇や、それに伴うコストの高騰という問題も生じてきている。資源の枯渇に関しては、安価で入手可能なユビキタス元素を用いることが元素戦略的に有効であり、本研究では、Liイオン電池の代替としてNaイオン電池について取り組み、Naイオン電池正極材料のナノ構造制御に取り組んだ。
ナノ構造制御の手法としては、エレクロトロスピニング法による一次元ナノ構造体の作製を行い、材料としては、NASICON型のNa3V2(PO4)3を中心にポリアニオン系材料等にて研究を行った。XRDによって目的材料の合成を確認し、走査型電子顕微鏡もしくは透過型電子顕微鏡を用いて形態観察や電子線回折等のナノワイヤー材料についての評価を行い、ナノ構造化のメカニズム等を検討した。また、得られた材料を用いてNaイオン電池特性を評価し、ナノ構造化による特性の向上を行うと共に放射光軟X線吸収分光等も行い解析を試みた。
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