2012年研究カタログ
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■ 研究担当:片岡理樹/柳田昌宏/境哲男 ■ ユビキタスエネルギー研究部門 電池システム研究グループ■ 連携担当:池田喜一 次世代ナトリウムイオン電池の開発と安全性評価研究のポイント研究のねらい研究内容連携可能な技術・知財 ●従来の1.5倍高容量な新規Naイオン電池用正極材料を開発 ●従来の2倍の高容量で安全にNaを貯蔵できる合金系負極材料を開発 ●世界最高容量のナトリウムイオン電池の試作、性能と安全性を評価 自然エネルギーの導入に向け、電力貯蔵用蓄電池が必要とされています。現在、負極に金属Na、正極に硫黄を用いて300℃の溶融状態で作動させるNa/S電池が用いられています。我々は、金属Naを用いず、かつ常温で作動するナトリウムイオン電池の研究開発を進めています。課題として、正負極材料の高容量化と長寿命化が挙げられます。我々は、電気化学的イオン交換法による新規な高容量正極材料の開発と安全にNaを貯蔵できる合金負極材料を開発し、これらを用いた新型ナトリウムイオン電池を試作し、性能と安全性を評価しています。 Naイオン電池用正極材料では、電気化学的イオン交換法によりLiイオンを一部導入することで構造を安定化させる手法を確立して、従来の1.5倍の高容量化と長寿命化を実現できました。放射光を用いた精密構造解析から、充放電に伴う体積変化は約20%と大きいですが、結晶構造を安定に維持できていることがわかりました。負極材料として、従来の2倍の高容量で、かつ、Naを安全に貯蔵できるSn-Sb系硫化物負極材料を開発しました。これら正負極材料を用いた新型ナトリウムイオン電池を試作し、高性能を実証するとともに、実用化に向けた安全性評価を実施しています。●Naイオン電池正負極材料の量産化に関する研究●Naイオン電池の大型化に関する研究● 特許出願情報2012-38037(2012/02/23) 「ナトリウム二次電池正極材料、・・・」● 特許出願情報2011-241539(2011/11/02)「ナトリウム二次電池用負極材料及びその製造方法・・」図1 放射光により解析された充放電前後のNa0.95Li0.15(Ni,Mn,Co)0.8O2の結晶構造変化図2 新型ナトリウムイオン電池の充放電特性● 研究拠点関西センター38環境・エネルギー分野第5会場E-23E-23

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