IMCE

Institute for Materials Chemistry and Engineering, Kyushu University

九州大学
先導物質化学研究所

LAST UPDATE 2022/04/20

  • 研究者氏名
    Researcher Name

    栄部比夏里　Hikari SAKAEBE
    教授　Professor

  • 所属
    Professional Affiliation

    九州大学先導物質化学研究所
    Institute for Materials Chemistry and Engineering, Kyushu University

    先端素子材料部門・エネルギー材料分野
    Department of Advanced Device Materials, Energy Storage Materials

  • 研究キーワード
    Research Keywords

    電池
    高容量電極材料
    金属リチウム負極
    Battery
    High Capacity Electrode Materials
    Metallic Li Anode
研究テーマ
Research Subject
レアメタルフリー高エネルギー密度蓄電池の開発
Research and Development of Rare-Metal Free and High Energy Batteries

研究の背景 Background

これまでに日本がけん引してきた蓄電池の分野について、現在は車載用の開発が中心となっておりコストの安い海外勢の製品がシェアを伸ばしています。特にリチウムイオン電池に用いられるNiとCoを低減する動きが活発化しています。我が国の復権を目指し、リチウムイオン電池を超える性能を有し、また低コストな鉄や硫黄等を中心とした材料から成る電池の開発を目指しています。さらに、Li駆動からの脱却も含め、NEDOプロジェクトなどの支援を受けて研究開発を精力的に進めています。

R&D of batteries, that our country had led, now focus on power sources for electric vehicles and low-cost foreign products increase their   global market share. Research on the development of Ni and Co free material is quite active. High-performance and cost-effective batteries could bring Japanese reinstatement in battery R&D. For this purpose, breaking away from use of Li is one important way. We promote our research by the support of national project by NEDO, and so on.

研究の目標 Outcome

液体電解質・固体電解質、電荷のキャリアの種類に関わらず、高容量化のためにはコンバージョン反応を活用する必要があります。本質的にコンバージョン反応を理解することにより、低コスト化が狙える各種電池系の特性向上を行い、リチウムイオン電池を凌駕する特性を有する電池を得るために必要な電池の設計を行うことを目標としています。

Making good use of conversion reaction is indispensable to obtain high specific energy. Understanding conversion reaction process leads to the electrode material design with high-performance beyond Li-ion battery and low cost.

研究図Research Figure

Fig.1. Comparison of theoretical capacity and potential of conversion type electrode materials against insertion electrode materials.

Fig.2. Initial discharge-charge curves of typical conversion electrode material FeF3. Polarization during electrochemical process obtained by intermittent voltage relaxation is also shown.

Fig.3 Initial discharge-charge curves of ball-milled (MM) VS4 and 7Li NMR spectra during 2 cycles.

文献 / Publications

Electrochemistry, 89, 2021, 239-243; Sustainable Energy Fuels, 5, 2021, 1714-1726; AIP Advances, 11, 2021, 025218; J. Power Sources, 477, 2020, 228772; Chemical Communications, 56, 2020, 4878-4881; RSC Adv., 9, 2019, 23979-23985; ACS Appl. Mater. Interfaces, 11, 2019, 30959–30967.

研究者HP