20 5月 2019

【論文紹介】Coulombic self-ordering upon charging a large-capacity layered cathode material for rechargeable batteries | Nature Communications

出典:https://www.nature.com/

Nature Communicationsvolume 10, Article number: 2185 (2019), DOI: 10.1038/s41467-019-09409-1
・東京大学山田敦夫先生らの研究グループは、活物質の劣化を自己修復する活物質の原理を実証した。
・ナトリウムイオン電池用の酸素レドックス層状正極Na2RuO3は、積層欠陥が充放電サイクルとともに消失する”自己修復機能”を確認した。
・これは、ナトリウムイオンが脱離した後に生じる空孔(マイナスの電荷)と、構造中に残存するイオン(プラスの電荷)との間で、ファンデルワールス力よりもはるかに強い「クーロン引力」が生まれることが重要な役割を果たしていることがわかった。つまり、イオンと空孔が強く引き合うことで乱れのない構造へと自発的に変化し、自己修復されていた。
・このクーロン引力を利用する画期的な方法を他の電極材料にも導入することで自己修復能力が発現すること、さらには、電池の長寿命化が可能となることが期待される。
<元記事>https://www.nature.com/articles/s41467-019-09409-1

LIBの場合、これに似た劣化よりも支配的な劣化モードがある。Naイオン電池はこのモードが劣化の支配的なのであろうか。
このようなメカニズムはRu-Oの組み合わせなので成立しやすい。3d遷移金属では難しいであろう。

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05 8月 2014

【論文紹介】A 3.8-V earth-abundant sodium battery electrode

出展:Nature

出展:Nature

【Nature Communications】【オープンアクセス】
・地球上に豊富に存在するNaとFeによるナトリウムイオン電池の正極材料として、全く新規な材料Na2Fe2(SO4)3を合成。Fe2+,3+のレドックスで、3.8Vの電位(vs.Na/Na+、リチウム基準だと4.1V)で、エネルギー密度102mAh/gで理論値の120mAh/gの85%程度であるが、全て取り出せた場合、540Wh/kgになる。これは、LiMn2O4(430 Wh/kg )や、LiFePO4 (500 Wh/kg )よりも高い。<続き:元記事>