Development of new polyanionic cathode/anode active materials for post Li-ion batteries

后置锂离子电池新型聚阴离子正极/负极活性材料的开发

基本信息

  • 批准号:
    14205124
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 28.95万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2002
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2002 至 2004
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Our research of realize low-cost and high-energy density post Li-ion batteries for EV use can be summarized as follows;1)New synthesis process for iron phosphate :a)High temperature melting synthesis for LiFePO_4 :In order to use low reactive iron oxide as starting material, FeO was melted with P_2O_5 and LiOH-H_2O at 1500 ℃ for a few minutes and cooled in an Ar atmosphere. The slow-cooled sample with 140 mAh/g shows a similar profile to solid-state synthesized olivine LiFePO_4, though the quenched amorphous sample shows a monotonically decreasing discharge profile with poor capacity.b)Low temperature soft chemistry method for FePO_4 :In the use of low cost iron powder as a starting material, metallic iron powder and P_2O_5 were reacted in water at room temperature. The highest capacity obtained by annealing at 500 ℃ was 153 mAh/g.2)Pyrophosphate systemWe could obtained LiVP_2O_7 andTiP_2O_7 as new compounds. They show both M^<2+>/M^<3+> and M^<3+>/M^<4+> redox reactions on charge/discharge cycle. Moreover, (MoO_2)_2P_2O_7 shows the largest reversible capacity (150 mAh/g) as a cathode fur Na battery.3)Borate systemWe synthesized the calcite-type iron borate (FeBO_3) as polyanionic anode with higher capacity than that of graphite. In order to reduce the voltage, the redox couple replacement from Fe to V or Ti could be done successfully.4)Silicate systemWe could synthesized the single-phase Li_2CoSiO_4. The theoretical capacity of the olivine-type silicate is two times larger than that of the olivine-type phosphate such as LiFePO_4.5)Fluoro-phosphate systemAs a new fluorophosphate system, single phase Li_2CoPO_4F could be obtained by solid-state synthesis method and the structure was identified by neutron diffraction. The theoretical capacity is two times larger than that of LiFePO_4 and the cell voltage is 4.8 V.versus Li.
我们在实现低成本、高能量密度的电动汽车用后置锂离子电池方面的研究可概括如下:1)磷酸铁新合成工艺:a)高温熔融合成LiFePO_4:为了使用低反应活性以氧化铁为原料,将FeO与P_2O_5和LiOH-H_2O在1500℃下熔融几分钟,并在Ar气氛中缓慢冷却至140℃。 mAh/g 显示出与固态合成橄榄石 LiFePO_4 相似的曲线,尽管淬火非晶样品显示出单调递减的放电曲线且容量较差。 b) FePO_4 的低温软化学方法:使用低成本铁粉作为材料以金属铁粉和P_2O_5为原料,在室温下在水中反应,500℃退火得到的最高容量为153。 mAh/g.2)焦磷酸体系我们得到了LiVP_2O_7和TiP_2O_7作为新化合物,它们在充电时同时表现出M^<2+>/M^<3+>和M^<3+>/M^<4+>氧化还原反应。此外,(MoO_2)_2P_2O_7作为Na正极显示出最大的可逆容量(150mAh/g)。 3)硼酸盐体系我们合成了比石墨容量更高的方解石型硼酸铁(FeBO_3)作为聚阴离子负极,为了降低电压,可以成功地实现从Fe到V或Ti的氧化还原电对置换。4。 )硅酸盐体系我们可以合成单相Li_2CoSiO_4,橄榄石型硅酸盐的理论容量比橄榄石型磷酸盐大两倍。 LiFePO_4.5)氟磷酸盐体系作为一种新型的氟磷酸盐体系,采用固相合成方法可以得到单相Li_2CoPO_4F,并通过中子衍射鉴定其结构,其理论容量比LiFePO_4大2倍,电池电压为1.5倍。 4.8 V. 与 Li。

项目成果

期刊论文数量(64)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Electrochemical Sodium Insertion into the 3D-framework of Na_3M_2(PO_4)_3 (M=Fe, V)
  • DOI:
    10.15017/7951
  • 发表时间:
    2002
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y. Uebou;上坊 泰史;T. Kiyabu;木藪 敏康;S. Okada;岡田 重人;J. Yamaki;山木 準一;ヤスシ ウエボウ;トシヤス キヤブ;
  • 通讯作者:
    Y. Uebou;上坊 泰史;T. Kiyabu;木藪 敏康;S. Okada;岡田 重人;J. Yamaki;山木 準一;ヤスシ ウエボウ;トシヤス キヤブ;
J.Yamaki et al.: "Phase Separation of Intercalation Electrode"Ionics. 8. 53-61 (2002)
J.Yamaki 等人:“嵌入电极的相分离”离子学。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y.Uebo et al.: "Cathode Properties of Pyrophosphates for Rechargeable Lithium Batteries"Solid State Ionics. 148. 323-328 (2002)
Y.Uebo 等人:“可充电锂电池焦磷酸盐的阴极特性”固态离子学。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
2次電池正極材料の製造方法、および2次電池
二次电池正极材料的制造方法及二次电池
  • DOI:
  • 发表时间:
    2003
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
非水電解質二次電池正極活物質
非水电解质二次电池正极活性物质
  • DOI:
  • 发表时间:
    2004
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
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  • 通讯作者:
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Effect of Na<sub>3</sub>BO<sub>3</sub> Addition into Na<sub>3</sub>V<sub>2</sub>(PO<sub>4</sub>)<sub>3</sub> Single-Phase All-Solid-State Batteries
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  • 通讯作者:
    OKADA Shigeto
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    NISHIO Akira;INOISHI Atsushi;KITAJOU Ayuko;OKADA Shigeto
  • 通讯作者:
    OKADA Shigeto
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提出金催化新机制 - 纳米孪晶的作用 -
  • DOI:
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    2017
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    0
  • 作者:
    NISHIO Akira;INOISHI Atsushi;KITAJOU Ayuko;OKADA Shigeto;蔡 安邦
  • 通讯作者:
    蔡 安邦
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3,6-二苯基四嗪作为钠离子电池正极活性材料
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    2022
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  • 作者:
    WATANABE Jun;FURUSAWA Masaki;NAKAMOTO Kosuke;SUN Yuchao;TASHIMA Masatoshi;YAMAOKA Keiko;FUJIWARA Seiko;KIM Han Seul;OKADA Shigeto;ALBRECHT Ken
  • 通讯作者:
    ALBRECHT Ken

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  • 财政年份:
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  • 资助金额:
    $ 28.95万
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