成果報告書詳細
管理番号20110000001383
タイトル*平成22年度中間年報 革新型蓄電池先端科学基礎研究事業 革新型蓄電池先端科学基礎研究開発 2
公開日2012/6/27
報告書年度2010 - 2010
委託先名国立大学法人九州大学
プロジェクト番号P09012
部署名スマートコミュニティ部
和文要約和文要約等以下本編抜粋:1. 共同研究の内容及び成果等 次世代リチウム二次電池の正極材料として、現在、経済性及び安全性の観点から最も有力視されている材料としてオリビン系リン酸鉄が挙げられるが、560 Wh/kg の理論エネルギー密度限界がネックとなっている。そこで鉄系ポリアニオン正極最大のエネルギー密度を有するLiFePO4 を凌駕する容量を達成する最短ルートとして考えられるのが、アニオンの小型軽量化であり、究極のアニオン候補と考えられるのが元素中最大の電気陰性度を有するフッ素である。 フッ化物は合成が難しいというだけの理由から、正極活物質の報告例が極端に少なかった経緯があるが、酸化物系正極活物質同様、フッ
素系の中にもスピネル系が存在する。同じスピネル骨格をもちながら酸素とフッ素アニオンの違いが正極特性に及ぼす影響を比べることは、非常に興味深いテーマである。また、リチウム含有酸化物系ではトレランスファクターの関係で安定相が得られないペロブスカイト構造が、フッ素系では容易に得られるという魅力もある。これまでの検討でフッ化ポリアニオンやペロブスカイト型フッ化金属などのフッ化物の中から、フッ素の小さな電気化学当量と高い電気陰性度を生かした5 V 級高電位型正極活物質Li2CoPO4F やLiFePO4 を凌ぐ理論容量の高容量型正極活物質FeF3 が見つかっている。
英文要約Title : Research & Development Initiative for Scientific Innovation of New Generation Batteries(FY2009?FY2011)FY2010 Annual Report
 From the viewpoint of the economy and safety, metal fluoride such as FeF3 is a promising cathode active material group. But, the reports about metal fluoride cathode are limited, because the synthesis is not easy in general.
 In this year, our research team focus on novel metal fluoride cathodes such as inverse spinel-type Li2NiF4 and perovskite-type NaFeF3.
1) Inverse spinel-type Li2NiF4
The single phase of reverse-spinel type Li2NiF4 could be obtained. The initial capacity down to 1.5 V was 250 mAh/g. In addition, there is a voltage plateau around 5 V where may correspond to Ni2+/Ni4+ redox reaction. If the oxidation resistive electrolyte more than 5 V will be obtained near future, 5 V discharge plateau and 360 mAh/g theoretical capacity of Li2NiF4 may be realized.
Following the reverse-spinel type fluoride, the spinel type fluoride will be tried to synthesize.
2) Perovskite-type NaFeF3
 Highly dispersed NaFeF3 particles were prepared at 280℃ by liquid-phase synthesis using high-boiling-point organic solution, and their electrochemical properties were studied by charge and discharge measurements. TEM observation clari?ed that the resultant NaFeF3 particles had uniform particle sizes of ca. 10?20, 100?200, and 500?600 nm, which could be controlled by the composition of the synthetic solution. The discharge capacities were higher for NaFeF3 that had smaller particle sizes, particularly at a rate of 0.1C or higher, while the discharge capacities obtained at a rate of 0.01C between 1.5 and 4.5 V were almost the same in the range 170?181 mAh/g regardless of the particle size of NaFeF3. These results clearly indicate that the use of well-dispersed nano-sized NaFeF3 particles should effectively improve the rate performance of NaFeF3.
In our laboratory, it proposed the new area of metal fluoride cathode active materials such as inverse spinel-type Li2NiF4 and perovskite-type NaFeF3. In 2011, we will focus on the discovery of inexpensive and safe new metal fluoride cathode active materials in expanded material group such as polyanionic fluoride compounds.
ダウンロード成果報告書データベース(ユーザ登録必須)から、ダウンロードしてください。

▲トップに戻る