16 5月 2019

【論文紹介】Building ultraconformal protective layers on both secondary and primary particles of layered lithium transition metal oxide cathodes | Nature Energy

出典:https://www.nature.com/

Nature Energy doi: 10.1038/s41560-019-0387-1
・米国エネルギー省(DOE)のアルゴンヌ国立研究所の研究者らが、層状リチウム遷移金属酸化物正極用の新規なコーティングを開発。
・酸化化学気相成長法を用いて、層状酸化物カソード材料上に保護導電性ポリマー(ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン))スキンを構築した。
・このスキン層は、リチウムイオンおよび電子の輸送を容易にし、望ましくない層状からスピネル/岩塩相への相転移、およびそれに伴う酸素損失を大幅に抑制し、粒界および粒内の機械的亀裂を軽減し、効果的に安定化する。
・このアプローチによって、高電圧動作下での容量と熱安定性を著しく向上させることを確認。
・二次粒子レベルと一次粒子レベルの両方の層状酸化物でこの保護皮膜を構築することは、高エネルギー、長寿命および安全なリチウムイオン電池に向けたNiリッチカソードのための有望な設計戦略となりうる。
<元記事>https://www.nature.com/articles/s41560-019-0387-1

著者一覧を見ると中国出身と思われる方が多い。政治的な問題はあるかもしれないが、中国の電池に対する熱意が感じられる。若い方が成長することは中国国内に良い影響を及ぼすことが期待できる。
一方で、日本は電池を主要産業にしようとここ数年足掻いているが、人材育成につながる具体的なアクションは起こしたのであろうか。

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14 11月 2018

【論文紹介】Li-ion battery material under high pressure: amorphization and enhanced conductivity of Li4Ti5O12 | National Science Review

出典:https://abm-website-assets.s3.amazonaws.com/

National Science Review, nwy122, https://doi.org/10.1093/nsr/nwy122
・チタン酸リチウム(Li4Ti5O12, LTO)の相安定性および導電率の研究についての報告。
・非常に高い圧力において、LTOのスピネル構造がひずみ始め、最終的に非晶質となる。
・この非晶質構造は、結晶質と比べて高い導電性を示す。
・ 理論計算により、高圧で誘起された非晶質相は、イオンマイグレーション欠陥が生じることで、Li+拡散を顕著に促進し、そのイオン伝導性を増加させることができることを明らかにした。
<元記事>https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwy122/5146474?searchresult=1

<X’s EYE> 
◯解説:
チタンを含む材料は電気伝導性を研究する材料に適している。d軌道に占有する電子が0もしくは1であり、多電子の相関を受けにくい。イオン伝導に関しては、固体中のイオン伝導はホッピング伝導であり、障壁とサイトの欠陥の状態が重要である。そのような、

   
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13 7月 2018

【論文紹介】Stable cycling of high-voltage lithium metal batteries in ether electrolytes

出典:https://www.nature.com/

Nature Energy (2018) ; DOI: https://doi.org/10.1038/s41560-018-0199-8
・高電圧の金属リチウム電池の電解液についての報告。
・金属リチウムに安定なエーテル系電解液は酸化耐性は低く、NMC正極等を用いることは困難であった。
・今回、エーテル系電解液に、高濃度の二種類の塩(LiTFSI, LiDFOB)を混合した二元塩エーテル系電解液を用いることで、NMC/Li金属電池で、4.3Vの上限電圧で500サイクル後にも80%以上の容量を保持することを確認した。
<元記事>https://www.nature.com/articles/s41560-018-0199-8

12 6月 2017

【論文紹介】Making Li-metal electrodes rechargeable by controlling the dendrite growth direction

Nature Energy 2, Article number: 17083 (2017) , doi:10.1038/nenergy.2017.83・
・リチウム金属電池のデンドライトの成長方向を制御することでショートを抑制しようという試み。
・機能化したナノカーボン(FNC)をセパレータ表面(負極側)に固定化して充電すると、Liデンドライトがセパレータ上のFNC層とLi金属アノードの両方から同時に互いに向かって成長する。
・両方から成長したデンドライトが合致するとき、成長は方向を変えるが、セパレータを貫通するのではなく、セパレータとLiアノードとの間に緻密なLi層が形成される。
・このデンドライトの成長方向を制御することで、電解質の分解を減少し、クーロン効率を向上させる。
・Li/LiFePO4コインセルでは800サイクルで80%の容量維持率を確認。
<元記事>http://www.nature.com/articles/nenergy201783