電子活性部位を有する新規硫黄共重合体の創製に基づいた高性能硫黄二次電池の開発

基于具有电子活性位点的新型硫共聚物的开发高性能硫二次电池

基本信息

批准号：
19K22222
负责人：
吉川浩史
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Kwansei Gakuin University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-06-28 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K22222/
关键词：
硫黄二次電池共重合正極共重合体加硫 XAFS 逆加硫リチウム硫黄電池

项目摘要

リチウム硫黄電池は理論容量1670ｍAh/ｇと従来のリチウムイオン電池の10倍以上の高容量をもち、硫黄が安価な物質であることから、次世代二次電池として期待されているが、ポリスルフィドの溶出により、サイクルが進むにつれ容量が大幅に減少することが問題となっている。本研究では、電気化学反応中の硫黄の溶出を防ぐことを目的に、硫黄を様々な有機基で架橋した逆加硫体の創製を試み、その電気化学特性を検討した。具体的には、テトラチアフルバレン（TTF）などの電子活性有機物と硫黄を様々な重量比について計量し、試験管に入れ、窒素雰囲気下、400℃の温度で2時間還流を行った。その後、反応していない硫黄を除くため、窒素雰囲気下、300℃で加熱し、逆加硫体を作成した。最後に、逆加硫体30wt％、トーカブラック50wt％、PVDF 20wt％からなる正極ペーストを作製してAl箔に塗工し、薄膜正極を作製した。これを用いて、0.4Ｍ LiTFSI、0.28Ｍ LiNO3、DOL、DMEからなる電解液、カーボンコートセパレーター、および負極のLiから成るリチウム硫黄電池を作成し、その電池特性を計測した。結果についてであるが、ある条件で作製した逆加硫体について、硫黄と電子活性有機物の理論容量に迫る要領を得ることに成功し、サイクル特性も千サイクル程度安定であることが明らかとなった。さらに、この化合物について、固体電解質を用いた固体硫黄電池とでも言えるものを作製し、良い電池特性を得れている。

锂硫电池的理论容量为1670 mAh/g，其高容量超过传统锂离子电池的10倍以上，预计将是下一个代价的次要电池，但预计将是下一个电池 - 一代次级电池。在这项研究中，我们试图创建一种反向硫，该硫与各种有机基团桥接硫，以防止在电化学反应期间硫化硫，并检查其电化学特性。具体而言，测量了各种重量比，放入试管中的电子活性有机物和硫磺（例如四胺全芳烃（TTF）），并在400°C下返回2小时。在氮气气氛下。后来，为了去除未实现的硫，在氮气气氛下300°C将其加热以形成反向硫。最后，由反向硫酸盐30wt％，Toka Black 50wt％和PVDF 20wt％组成的正糊状糊状物，将其应用于Al Foil，并形成了薄膜肖像。使用此功能，创建了一个由负电极LI组成的0.4m litfsi，0.28m lino3，dol，dme，碳涂层分离器和锂硫电池，以测量电池特性。关于结果，揭示了在某些条件下产生的反硫，以接近硫和电子活动有机物的理论能力，并且循环特征约为1,000个周期。此外，该化合物由使用固体电解质的固体硫电池制成，并获得了良好的电池特性。

项目成果

期刊论文数量（32）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

分子および分子集積体の蓄電機能開拓

分子和分子聚集体的储能功能探索

DOI：
发表时间：
2018
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yasufumi Umena Keisuke Kawakami;Nobuo Kamiya and Jian-Ren Shen;武内進一;梅名泰史，田丸翔也，沈建仁;Hirofumi Yoshikawa;秋山諒弥; 三浦智明; 生駒忠昭;吉川浩史
通讯作者：
吉川浩史

分子および分子集積体の蓄電機能

分子和分子聚集体的储能功能

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
磯由樹;磯部徹彦;吉川浩史
通讯作者：
吉川浩史

Potentiality of Polyoxometalate Materials as Battery Electrodes

多金属氧酸盐材料作为电池电极的潜力

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
今井彩帆里;大内誠;寺島崇矢;吉川浩史
通讯作者：
吉川浩史

分子ナノ材料の特異な蓄電機能

分子纳米材料独特的蓄电功能

DOI：
发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yoshinaga Taishu;Shinoda Momoka;Iso Yoshiki;Isobe Tetsuhiko;Ogura Akihiro;Takao Ken-ichi;吉川浩史
通讯作者：
吉川浩史

Development of Functional Materials Based on MOF Topology

基于MOF拓扑的功能材料开发

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Kamakura Yoshinobu;Chinapang Pondchanok;Masaoka Shigeyuki;Saeki Akinori;Ogasawara Kazuyoshi;Nishitani Shigeto R.;Yoshikawa Hirofumi;Katayama Tetsuro;Tamai Naoto;Sugimoto Kunihisa;Tanaka Daisuke;Hirofumi Yoshikawa;Hirofumi Yoshikawa;Hirofumi Yoshikawa
通讯作者：
Hirofumi Yoshikawa