「リチウムイオン電池」に関するサイレントキーワード「正極」が含まれる科研費採択研究5件

【研究名】安定な酸素レドックス反応を発現する新規正極材料の開発
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【研究名】安定な酸素レドックス反応を発現する新規正極材料の開発【研究領域課題番号】	https://kaken.nii.ac.jp/ja/grant/KAKENHI-PROJECT-20J14291/" target="kaken" >20J14291  (KAKENデータベースで見る）</a>【研究キーワード】    <div class="jptitle4	電池 / リチウムイオン電池 / 正極 / 層状 / 酸化物 / 固体化学 / 電気化学 / 二次電池 / 層状酸化物 / アニオンレドックス【研究成果の概要】    <div class="jptitle4	リチウムイオン電池の高エネルギー密度化を実現するため、新規正極材料の開発が求められている。特に近年、遷移金属の酸化還元反応に加えて酸化物イオンの酸化還元反応（酸素レドックス）を利用することで高容量を発現する層状酸化物が注目されている。しかし従来の酸素レドックス材料では、遷移金属がリチウム層に移動することで性能が大幅に低下するため、実用化が困難であった。そこで本研究では、酸化物イオンの配列を制御することにより遷移金属のサイト間移動を抑制し、安定な酸素レドックス反応を示すリチウム過剰層状酸化物の合成および反応機構解析を行った。<br />実際に得られた化合物は、充放電を繰り返し行っても作動電圧や容量の低下が見られなかった。一方、酸素レドックス反応は充放電のエネルギー効率を低下させる電位ヒステリシスを誘起することが分かった。この原因を明らかにするため、実験および理論計算を用いた反応機構解析を行った結果、充電後に過酸化物イオンが生成し、これが低電位で還元されることで巨大な電位ヒステリシスが生じることが示された。そこで過酸化物イオンの生成過程を二次の反応速度式でモデル化し、酸素種濃度の時間変化を示す理論式を導出することで、固相内酸素ラジカルの二量化反応の速度定数を決定した。また理論計算の結果、二量化反応の活性化障壁は近傍の遷移金属種に依存することが明らかとなった。以上の結果は、高エネルギー効率および高エネルギー密度を両立した酸素レドックス材料の研究開発を促進する上で重要であると共に、未開拓であった固相内アニオン種の酸化還元反応メカニズムを解明したという点において、高い学術的意義を有する。
        
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【研究名】核生成成長機構に基づく新奇な高速電極反応
【研究代表者】山田 淳夫  東京大学   工学(系)研究科(研究院)   教授 	https://nrid.nii.ac.jp/ja/nrid/1000030359690/	 
【研究分担者】
西村 真一  東京大学  工学(系)研究科(研究院)  研究員  	https://nrid.nii.ac.jp/ja/nrid/1000000549264/	
山田 裕貴  東京大学  工学(系)研究科(研究院)  助教  	https://nrid.nii.ac.jp/ja/nrid/1000030598488/	

【研究名】複数電荷応答を許容する固体マトリクスの探索
【研究代表者】山田 淳夫  東京大学   大学院・工学系研究科   教授 	https://nrid.nii.ac.jp/ja/nrid/1000030359690/	
【研究名】局在電子系における異常電極活性
【研究代表者】山田 淳夫  東京大学   大学院・工学系研究科   教授 	https://nrid.nii.ac.jp/ja/nrid/1000030359690/	 
【研究分担者】
西村 真一  東京大学  大学院・工学系研究科  主任研究員  	https://nrid.nii.ac.jp/ja/nrid/1000000549264/	
菅野 了次  東京工業大学  大学院・総合理工学研究科  教授  	https://nrid.nii.ac.jp/ja/nrid/1000090135426/	
八島 正知  東京工業大学  大学院・総合理工学研究科  准教授  	https://nrid.nii.ac.jp/ja/nrid/1000000239740/	
関 志朗  	https://nrid.nii.ac.jp/ja/nrid/10000財)電力中央研究所  材料科学研究所  研究員  	https://nrid.nii.ac.jp/ja/nrid/1000070371325/	
【研究連携者】     
関 志朗  電力中央研究所  材料化学研究所  主任研究員  	https://nrid.nii.ac.jp/ja/nrid/1000070371325/	
八島 正知  東京大学  大学院・理工学研究科  教授  	https://nrid.nii.ac.jp/ja/nrid/1000000239740/	
菅野 了次  東京工業大学  大学院・総合理工学研究  教授  	https://nrid.nii.ac.jp/ja/nrid/1000090135426/	

【研究名】トリフィライト系列化合物の構造・電極活性相関
【研究代表者】山田 淳夫  東京工業大学   大学院総合理工学研究科   助教授 	https://nrid.nii.ac.jp/ja/nrid/1000030359690/	 
【研究分担者】
菅野 了次  東京工業大学  大学院総合理工学研究科  教授  	https://nrid.nii.ac.jp/ja/nrid/1000090135426/	
園山 範之  東京工業大学  大学院総合理工学研究科  助手  	https://nrid.nii.ac.jp/ja/nrid/1000050272696/