02 11月 2018

【論文紹介】Novel and versatile room temperature ionic liquids for energy storage

出典:https://pubs.rsc.org/

Energy & Environmental Science doi: 10.1039/C8EE02437E
・トヨタ自動車とモナッシュ大の研究チームらは、二次電池の電解質用のボロン系室温イオン液体を開発した。
・新規イオン液体は、ホウ素クラスターでできたcarboraneアニオンと呼ばれる二十面体のサイコロ状イオンであり、還元耐性が高く、かつガラス転移温度が低い。
・これにより、リチウムやマグネシウムの金属電位においても安定している。
<元記事>https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2018/EE/C8EE02437E#!divAbstract

<X’s EYE>
◯解説:
イオン液体は一時期安全性を高める材料として研究が盛んに行われていたが最近下火である。燃えにくい、発火する温度が高いというのが必ずしも電池の安全につながらない。詳しく説明すると、


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24 7月 2017

【論文紹介】High-Capacity Retention of Si Anodes Using a Mixed Lithium/Phosphonium Bis(fluorosulfonyl)imide Ionic Liquid Electrolyte

ACS Energy Lett., 2017, 2, pp 1804–1809,;DOI: 10.1021/acsenergylett.7b00403
・Si負極の大きな膨張収縮による劣化を抑制する電解液についての報告。
・LiSFIを高濃度に溶解させたイオン液体trimethylisobutylphosphonium bis(fluorosulfonyl)imide (P1,1,1,i4FSI) を電解液として用いた。
・この高濃度イオン液体電解質を使用することで、Si電極の大きな体積変化に適応する安定したSEIを形成する。
・これにより、200サイクル後に3000mAh/gの容量を維持する。
・更に80℃におけるサイクル寿命も向上することを確認した。
<元記事>http://pubs.acs.org/doi/pdf/10.1021/acsenergylett.7b00403

07 7月 2017

【論文紹介】Biomimetic ant-nest ionogel electrolyte boosts the performance of dendrite-free lithium batteries

出典:http://pubs.rsc.org/

Energy Environ. Sci., 2017, Advance Article ;DOI:10.1039/C7EE00988G
・デンドライトフリーなリチウム金属電池用の生体模倣イオンゲル電解質についての報告。
・化学修飾されたSiO2骨格内にイオン液体を閉じ込めたアリの巣状のイオンゲルを作製した。
・アリの巣状の構造は、イオン伝導率の改善だけでなく、リチウム金属上に粒子状の保護層が自発的に形成されることで、デンドライトの成長を抑制する。
・NMC(1/1/1)と組み合わせたフルセルは390Wh/kgのエネルギー密度を達成し、LTOと組み合わせたフルセルは3000サイクル後のクーロン効率が99.8%。
<元記事>http://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2017/ee/c7ee00988g#!divAbstract

05 7月 2017

【論文紹介】Ionic liquid/boric ester binary electrolytes with unusually high lithium transference number

出典:http://www.sciencedirect.com/

・北陸先端科学技術大学院大学のプレスリリース”最高水準のリチウムイオン輸率を示す液状電解質の開発に成功”の元論文。
・従来、イオン液体とホウ酸エステルは相溶しないと考えられてきたが、本研究では、幾つかのイミダゾリウムTFSI / FSI誘導体とホウ酸エステル化合物が装用することを見出した。
・特に、FSI系イオン液体とメシチルジメトキシボランが体積比1/2(v/v)で相溶した混合電解液はリチウムイオンの輸率が0.93と非常に高いことを確認した。
・Li /電解質/ Siセルにおける電解質としてのこの二元混合物は、> 2500mAh / gの脱リチオ比容量で良好な可逆性を示すことがわかった。
<元記事>http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S138824811730173X
<プレスリリース>https://www.jaist.ac.jp/whatsnew/press/2017/07/04-1.html

04 6月 2017

【論文紹介】Enhanced energy capacity of lithium-oxygen batteries with ionic liquid electrolytes by addition of ammonium ions

出典:http://www.sciencedirect.com/

Journal of Power Sources, Volume 356, 15 July 2017, Pages 12–17
・イオン液体を用いたリチウム空気電池は高い安全性と電池特性を示すため注目されている。
・しかし、現在まで報告されているリチウム空気電池のエネルギー密度はLiBのそれと比較して著しく劣る。
・Li-O2電池の容量を制限する原因の一つは、放電生成物であるLi2O2が正極上に堆積し、物質輸送を妨げることにある。
・今回の報告では、アンモニウムイオンがLi2O2の物質輸送経路形成の促進剤として機能し、Li-O2電池のエネルギー容量の顕著な改善をもたらすことを確認した。
・電解液中のアンモニウムイオン濃度の上昇とともに、Li2O2の形状が粒子状から円環状に変化することをSEMによって確認した。これにより物質輸送経路を確保できるため、電池特性が向上する。
<元記事>http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775317305645

28 4月 2017

【論文紹介(オープンアクセス)】A high-power and fast charging Li-ion battery with outstanding cycle-life | Scientific Reports

出典:https://www.nature.com/

Scientific Reports 7, Article number: 1104 (2017), doi:10.1038/s41598-017-01236-y
・高出力、且つ長寿命なLiBフルセルについての報告。
・正極としてFe及びCrをドープした高電圧正極LiNi0.5Mn1.5O4(LNMO)を用いた。
・負極はBをドープしたTiO2ナノチューブを用いた。
・電解液は、イオン液体Py14PF6,EC,DEC,LiPF6を用いた。
・本構成により、3Vのセル電圧であり、10Cレートにおいてもエネルギー密度240Wh/kgを達成した。
・さらに、2000サイクル後においても、65%の容量を維持する。
<元記事>https://www.nature.com/articles/s41598-017-01236-y

24 4月 2017

【論文紹介】Electrochemical performance of Na2Ti3O7/C negative electrode in ionic liquid electrolyte for sodium secondary batteries

出典:http://www.sciencedirect.com/

Journal of Power Sources, Volume 354, 30 June 2017, Pages 10–15
・ナトリウムイオン電池用負極としてカーボンコートしたNa2Ti3O7を用いた。
・電解液にイオン液体NaFSA+ N-methyl-N-propylpyrrolidinium FSAを用いて−10℃で215mAh/gの初期放電容量を確認。
・Na2Ti3O7の割れ等によりサイクル性能が課題。
<元記事>http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775317305128

12 2月 2017

【論文紹介】High Coulombic efficiency aluminum-ion battery using an AlCl3-urea ionic liquid analog electrolyte

出典:http://www.pnas.org/

PNAS January 31, 2017 vol. 114 no. 5 834-839, doi: 10.1073/pnas.1619795114
・アルミニウムイオン電池の電解液についての報告。
・アルミニウムと黒鉛から成るアルミニウムイオン電池は、安価な材料からなるため、低コストな電池として注目されている。
・しかしながら、これまではイオン液体を電解液として用いた研究が多くなされており、コストアップの原因となっていた。
・今回、尿素と塩化アルミニウムの混合物を電解質として用いることで、低コスト化を達成した。
・更に、高いクーロン効率、長寿命を確認しており、電池性能も向上する。
<元記事>http://www.pnas.org/content/114/5/834.abstract

07 1月 2017

【論文紹介】Influence of the structure of the anion in an ionic liquid electrolyte on the electrochemical performance of a silicon negative electrode for a lithium-ion battery

出展:http://www.sciencedirect.com/

Journal of Power Sources, Volume 338, 15 January 2017, Pages 103–107
・イオン液体のアニオンがSi負極電池に及ぼす影響を調査。
・Si負極は、BF4,PC系の電解液では劣化するが、FSA,TFSA系の電解液では劣化を抑制できることが明らかとなった。
・特にFSA系電解液では1600サイクル後にも1000mAh/gの容量が維持される。
・さらに、FSA系電解液ではレート特性も向上し、6C放電でも700mAh/gの放電が可能。これはTFSA系電池の6倍にあたる。
・これらの結果から、FSAベースのイオン液体電解質がSi負極の最も有望な候補であると考えられる。
<元記事>http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775316315208

30 12月 2016

【論文紹介】Poly(ethylene oxide)-Immobilized Ionogel with High Ionic Liquid Loading and Superior Ionic Conductivity

J. Electrochem. Soc. 2016 volume 163, issue 14, A2887-A2889, doi: 10.1149/2.0311614jes
・簡単なメカノケミカル法によってポリ(エチレンオキシド)でイオン液体を固定化したイオノゲルを作製した。
・50wt%ものイオン液体を含有するポリ(エチレンオキシド)イオノゲルは、室温で10-4S/cmの高いイオン伝導度を示す。
<元記事>http://jes.ecsdl.org/content/163/14/A2887