Development of novel active materials for secondary batteries based on intercalation reaction of fluoride ions

基于氟离子嵌入反应的新型二次电池活性材料的开发

• 批准号: 21K05251
• 负责人: 斉藤 誠
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Osaka Research Institute of Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05251/
• 关键词: フッ化物イオン; インターカレーション反応; 有機金属錯体; インターカレーション; 二次電池; 正極活物質

モリブデン系シアノ架橋金属錯体(Zn2Mo(CN)8)へのアニオン挿入脱離反応の検討として、研究年度2年目は②挿入アニオンサイズによる反応制御、③電池材料としての評価の2つの課題について検討を進めた。②挿入アニオンサイズによる反応制御、については、水溶液中で水和したフッ化物イオンよりさらに小さなイオン種として、水和を受けていない非水系電解液中のフッ化物イオンの挿入脱離反応について検討した。既報のイオン液体系電解液（TMAF/MPP-TFSI；TMAF = trimethylammonium fluoride, MPP = trimethylpropylammonium, TFSI = bis(trifluoromethanesulfonyl)imide）を用いて評価したところ、水系電解液で見られた酸化還元反応は確認されなかった。③電池材料としての評価、については、全電池の試作に向けて適当な負極の探索を行った。フッ化物イオンの吸蔵放出が報告されている金属フッ化物に加え、水系電解液中にフッ化物イオンの対イオンとして存在するカリウムイオンやナトリウムイオンなどのカチオンを吸蔵放出する有機化合物や有機金属錯体など種々の負極候補物質を検討した。酸化還元電位が水素発生反応と競合したり、酸化還元反応の可逆性に劣る化合物が多い中、金属亜鉛が比較的良好な酸化還元特性を示し、全電池試作の際の負極として用いることができた。

在研究年的第二年中，研究了两个问题：2）基于插入阴离子大小的反应控制和3）作为电池材料作为电池材料评估。 2）关于通过插入阴离子的大小控制反应，研究了氟化物离子在非含水非含水电解质中的插入和消除反应，作为离子物种小于在水溶液中水合的氟离子小的离子物种。当先前报道的离子液体电解质（TMAF/MPP-TFSI; TMAF =三甲基丙基氟氨基铵，MPP =三甲基丙基铵，TFSI，TFSI = BIS（Trifluoromethanesulfonyl），IIMIDE），没有氧化还原反应在Asque electertes中证实。 ③关于作为电池材料的评估，搜索适当的负电极以准备所有电池。除了据报道吸收和释放氟离子的金属氟化物外，还研究了各种负电极候选物质，例如有机化合物和有机金属络合物，这些物质吸收并释放阳离子，例如钾离子和钠离子，如水溶液中存在于氟离子的碳离子和钠离子。尽管许多化合物具有竞争性的氧化还原潜力，氧化反应和氧化还原反应的可逆性差，但金属锌具有相对良好的氧化还原性能，并且可以用作所有电池原型中的负电极。

项目成果

モリブデン系シアノ架橋金属錯体における電気化学的フッ化物イオンインターカレーション反応

钼基氰基桥金属配合物中的电化学氟离子插层反应

• 发表时间: 2022
• 作者: 斉藤誠;西村崇
• 通讯作者: 西村崇